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基于QMC积分的任意(t,m,s)-网生成在多个函数空间中的最优收敛率

数值分析 2026-01-21 v2 数值分析

摘要

我们研究了在四种Banach空间上的积分问题。首先我们考虑Haar小波空间,由其Haar小波系数呈特定衰减行为(由参数α>0\alpha >0测量)构成的函数组成。我们研究了在范数单位球上的积分最坏情况误差,并为基于任意(t,m,s)(t,m,s)-网的准Monte Carlo(QMC)积分规则提供上界误差,同时为任意积分规则提供匹配的下界误差。这些结果表明,使用任意(t,m,s)(t,m,s)-网作为样本点可实现最佳可能的收敛率。随后我们研究具有分数光滑性α(0,1)\alpha \in (0,1)的函数空间,提出尖锐的Koksma-Hlawka型不等式。更准确地,我们表明,在这些函数空间中,积分的最坏情况误差等于相应的分数误差。这类函数空间可连续嵌入到张量积Bessel势空间,即支配混合光滑性的Sobolev空间,参数相同。后者可嵌入到支配混合光滑性α\alpha的Besov空间,后者可嵌入到Haar小波空间,参数相同。因此,我们对基于(t,m,s)(t,m,s)-网的QMC积分在Haar小波空间上的上界误差可传递(可能具有不同的常数)到具有分数光滑性、支配混合光滑性的Sobolev和Besov空间。此外,已知的周期Sobolev和Besov空间支配混合光滑性的下界误差表明,基于任意(t,m,s)(t,m,s)-网的QMC积分在周期以及非周期Sobolev和Besov空间中实现最佳可能的收敛率。

关键词

引用

@article{arxiv.2409.12879,
  title  = {QMC integration based on arbitrary (t,m,s)-nets yields optimal convergence rates on several scales of function spaces},
  author = {Michael Gnewuch and Josef Dick and Lev Markhasin and Winfried Sickel},
  journal= {arXiv preprint arXiv:2409.12879},
  year   = {2026}
}

备注

57 pages, Accepted for publication in "Constructive Approximation''