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$\log$-Korobov 空间与$\log$-余弦空间中的数值积分

数值分析 2014-11-12 v1

摘要

QMC 规则是用于近似[0,1]s[0,1]^s上积分的等权求积规则。一条研究路线探讨了所谓 Korobov 空间单位球中函数的积分误差,这些空间是[0,1]s[0,1]^s上具有α\alpha阶平方可积偏混合导数的周期函数的 Hilbert 空间。利用 Parseval 恒等式,这种光滑性可以对所有实数α>1/2\alpha > 1/2进行定义。此条件是必要的,否则 Korobov 空间将包含不连续函数,使得函数评估无法良好定义。本文关注的是使用 QMC 规则对α\alpha任意接近1/21/2的 Korobov 空间进行更精确的积分误差端点估计。为了获得此类估计,我们引入了一个针对光滑度接近1/21/2的函数的log\log尺度,称之为log\log-Korobov 空间。我们证明了格点规则可用于获得阶为O(N1/2(logN)μ(1λ)/2)\mathcal{O}(N^{-1/2} (\log N)^{-\mu(1-\lambda)/2})的积分误差,其中1/μ<λ11/\mu <\lambda \le 1,且μ>1\mu>1log\log尺度中的幂次。我们还考虑了具有乘积权重(γj)jN(\gamma_j)_{j \in \mathbb{N}}的加权 Korobov 空间数值积分的可处理性。已知若对于某个1/(2α)<τ11/(2\alpha) < \tau \le 1j=1γjτ<\sum_{j=1}^\infty \gamma_j^\tau < \infty,则可获得与维数无关的误差界。在本文中,我们对τ\tau接近1/(2α)1/(2 \alpha)的情况给出了更精细的估计,即我们证明了在条件j=1γjmax{1,logγj1}μ(1λ)<\sum_{j=1}^\infty \gamma_j \max\{1, \log \gamma_j^{-1}\}^{\mu(1-\lambda)} < \infty(对于某个1/μ<λ11/\mu < \lambda \le 1)下,存在与维数无关的误差界。我们分析中的基本工具是log\log尺度 Jensen 不等式。上述结果也适用于使用帐篷变换格点规则在log\log-余弦空间中的积分。

关键词

引用

@article{arxiv.1411.2715,
  title  = {Numerical integration in $\log$-Korobov and $\log$-cosine spaces},
  author = {Josef Dick and Peter Kritzer and Gunther Leobacher and Friedrich Pillichshammer},
  journal= {arXiv preprint arXiv:1411.2715},
  year   = {2014}
}