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论 $T_n^{(k)}$ 的最大临界值

经典分析与常微分方程 2017-10-18 v1

摘要

我们研究量 τn,k:=Tn(k)(ωn,k)Tn(k)(1), \tau_{n,k}:=\frac{|T_n^{(k)}(\omega_{n,k})|}{T_n^{(k)}(1)}\,, 其中 TnT_nnn 次Chebyshev多项式,ωn,k\omega_{n,k}Tn(k+1)T_n^{(k+1)} 的最右端零点。由于 Tn(k)T_n^{(k)} 局部极大值的绝对值向 [1,1][-1,1] 的端点单调递增,值 τn,k\tau_{n,k} 展示了 Tn(k)\,T_n^{(k)}\, 的最大临界值相对于其全局最大值 Tn(k)(1)\,T_n^{(k)}(1)\, 有多小。本文在多个方向上改进并扩展了Erdős--Szegő、Eriksson和Nikolov的早期估计。首先,我们证明序列 {τn,k}n=k+2\,\{\tau_{n,k}\}_{n=k+2}^{\infty}nn 上单调递减,从而导出几个精确估计,特别是 τn,k{τk+4,k=12k+13k+3,nk+4τk+6,k=12k+1(5k+5)2βk,nk+6, \tau_{n,k} \le \begin{cases} \tau_{k+4,k} = \frac{1}{2k+1}\,\frac{3}{k+3}\,, & n \ge k+4\, \\ \tau_{k+6,k} = \frac{1}{2k+1}\, (\frac{5}{k+5})^2 \beta_k\,, & n \ge k+6\,, \end{cases} 其中 βk<2+1051.032\beta_k < \frac{2+\sqrt{10}}{5} \approx 1.032。我们还得到了一个关于 nnkk 一致的上界,其特别意味着 τn,k(2e)k,nk3/2;τn,nm(em2)m/2nm/2;τn,n/2(427)n/2. \tau_{n,k} \approx \big(\frac{2}{e}\big)^k, \quad n \ge k^{3/2}; \qquad \tau_{n,n-m} \approx \big(\frac{em}{2}\big)^{m/2} n^{-m/2}; \qquad \tau_{n,n/2} \approx \big(\frac{4}{\sqrt{27}}\big)^{n/2}. 最后,我们导出了量 τk:=limnτn,k\mboxτm:=limnnm/2τn,nm, \tau_k^{*} := \lim_{n\to\infty}\tau_{n,k} \quad \mbox{ 和 }\quad \tau_m^{**} := \lim_{n\to\infty} n^{m/2} \tau_{n,n-m}\,, 的精确渐近公式,这表明我们对于 τn,k\tau_{n,k}τn,nm\tau_{n,n-m} 的上界相对于上述给定的指数项是渐近正确的。

关键词

引用

@article{arxiv.1710.06120,
  title  = {On the largest critical value of $T_n^{(k)}$},
  author = {Geno Nikolov and Nikola Naidenov and Alexei Shadrin},
  journal= {arXiv preprint arXiv:1710.06120},
  year   = {2017}
}

备注

19 pages, 2 figures