帕德逼近

帕德逼近

一種特殊的有理函式逼近,也是非線性近似的一種方法,是以法國數學家H.帕德的名字命名。

基本介紹

  • 中文名:帕德逼近
  • 外文名:Pade'Approximant 
  • 發明人:亨利·帕德
  • 性質:有理多項式近似法
簡介,定義,例子,正弦函式,指數函式,雅可比橢圓函式,第一類 5 階貝塞爾函式,誤差函式,菲涅耳積分,

簡介

帕德是法國數學家亨利·帕德發明的有理多項式近似法。帕德近似往往比截斷的泰勒級數準確,而且當泰勒級數不收斂時,帕德近似往往仍可行,所以多用於在計算機數學中。
例如, 1/(1-x) 的泰勒級數
只當 -1<x<1 時收斂,不如原函式廣泛。

定義

給定兩個正整數m、n, 函式
階帕德近似為
並且
對於給定的
函式
階帕德近似是唯一的。
函式
的帕德近似記為
它不僅與逼近論中其他許多方法有著密切的關係,而且在實際問題特別是許多物理問題中有著廣泛的套用。設是在原點某鄰域內收斂的、具有復係數的馬克勞林級數。欲確定一個有理函式,式中,使得前次方的係數為0,即使得此處約定qk=0(k>n)。雖然所求得的Pm(z)和Qn(z)不惟一,但是比式卻總是惟一的。有理函式稱為F(z)的(m,n)級帕德逼近,記為[m/n]。由[m/n]所形成的陣列稱為帕德表

例子

正弦函式

的6+6=12階泰勒級數展開為
的12階泰勒級數全同:

指數函式

其泰勒級數為
與exp(x)本身的泰勒級數展開的前10階完全等同:
  • 又如

雅可比橢圓函式

第一類 5 階貝塞爾函式

誤差函式

菲涅耳積分

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