×

以离散椭圆算子为输入,计算Mittag-Lefler函数的有理逼近格式。 (英语) Zbl 1469.65037号

摘要:在这项工作中,我们提出了一种基于数值求积的新方案来计算带有离散椭圆算子的双参数Mittag-Lefler函数{五十} 小时(_h)\)作为输入。除了从近似理论中获得纯粹的数学兴趣外,我们还考虑用与时间无关的扩散系数数值求解亚扩散方程。我们通过应用Gauss-Legendre求积规则获得了Mittag-Lefler函数积分表示的格式。严格的误差分析表明,该方案随着正交节点的增加呈指数收敛。该算法的计算成本是求解具有正交节点数的(K)稀疏线性系统。值得指出的是,该方案是完全并行的,如果{五十} 小时(_h)\)我们提供了一些数值试验来验证我们方案的效率和鲁棒性。

MSC公司:

第65天05 数值插值
2005年5月 并行数值计算
41A20型 有理函数逼近

软件:

毫升
PDF格式BibTeX公司 XML格式引用
全文: 内政部

参考文献:

[1] 丙酮,L。;Novati,P.,自共轭正算子分数次幂的有理逼近,数值数学,143,1,1-16(2019)·Zbl 07088062号 ·doi:10.1007/s00211-019-01048-4
[2] 阿加瓦尔,RP,A propos d'une note de M,皮埃尔·亨伯特。CR学院。科学。巴黎,2362031-2032(1953)·Zbl 0051.30801号
[3] 博尼托,A。;Pasciak,JE,椭圆算子分数幂的数值逼近,数学。计算。,84, 295, 2083-2110 (2015) ·Zbl 1331.65159号 ·doi:10.1090/S0025-5718-2015-02937-8
[4] Boyd,J.P.,Chebyshev Fourier Spectral Methods(2001),美国:Courier Corporation,USA·Zbl 0994.65128号
[5] 切尼,EW,《近似理论导论》(1966),纽约:麦格劳-希尔出版社,纽约·Zbl 0161.25202号
[6] M.康塞齐。;Spigler,R.,Mittag-Lefler函数的一些分析和数值性质,分形。计算应用程序。Anal,18,64-94(2015)·兹比尔1312.33057
[7] Davis,P.J.,插值和近似(1975),美国:Courier Corporation,USA·Zbl 0329.41010号
[8] 加拉帕,R.:https://www.mathworks.com/matlabcentral/fileexchange/48154-the-mittag-leffler函数,MATLAB中央文件交换,检索日期:2020年7月21日
[9] 加拉帕,R.:https://ww2.mathworks.cn/matlabcentral/fileexchange/66272-mittag-leffler-function-with-matrix-arguments?s_tid=srchtitle,MATLAB中央文件交换,2019年12月29日
[10] Garrapa,R.,二参数和三参数Mittag-Lefler函数的数值计算,SIAM J.Numer。分析。,53, 3, 1350-1369 (2015) ·Zbl 1331.33043号 ·数字对象标识代码:10.1137/140971191
[11] 加拉帕,R。;Popolizio,M.,分数阶问题的广义指数时间差分方法,计算。数学。申请。,62, 3, 876-890 (2011) ·Zbl 1228.65235号 ·doi:10.1016/j.camwa.2011.04.054
[12] 加拉帕,R。;Popolizio,M.,实线上广义Mittag-Lefler函数的评估,高级计算。数学。,39, 1, 205-225 (2013) ·Zbl 1272.33020号 ·doi:10.1007/s10444-012-9274-z
[13] 加拉帕,R。;Popolizio,M.,《计算矩阵Mittag-Lefler函数及其在分数阶微积分中的应用》,科学杂志。计算。,77, 1, 129-153 (2018) ·Zbl 1406.65031号 ·doi:10.1007/s10915-018-0699-5
[14] Gorenflo,R。;基尔巴斯,AA;Mainardi,F。;Rogosin,SV,Mittag-Leffler函数,相关主题和应用(2014),柏林:施普林格出版社,柏林·Zbl 1309.33001号
[15] Gorenflo,R.、Loutchko,J.、Luchko、Y.:Mittag-Lefler函数的计算\({电子}_{\α,\β}(z)\)及其衍生物。In:分形。计算应用程序。分析。Citeser(2002)·Zbl 1027.33016号
[16] Humbert,P.,Quelques résultats relatifs a la function de Mittag-Leffler,Comptes rendus hebdomadaires des seances de l academie des sciences,236,15,1467-1468(1953)·Zbl 0050.10404号
[17] 亨伯特,P。;阿加瓦尔(Agarwal),RP,《米塔格·莱弗勒与镇压恐怖分子》(Sur la function de Mittag-Lefler et ques-unes de se généralisations),公牛。科学。数学,77,2,180-185(1953)·Zbl 0052.06402号
[18] Jin,B。;拉扎罗夫,R。;Zhou,Z.,分数阶抛物方程半离散有限元方法的误差估计,SIAM J.Numer。分析。,51, 1, 445-466 (2013) ·Zbl 1268.65126号 ·doi:10.1137/120873984
[19] Jin,B。;拉扎罗夫,R。;Zhou,Z.,非光滑数据时间分数阶扩散的数值方法:简明概述,计算。方法应用。机械。工程,346332-358(2019)·Zbl 1440.65138号 ·doi:10.1016/j.cma.2018.12.011
[20] 李,ST;Pang,香港;Sun,HW,《Toeplitz矩阵指数的Shift-in-vert-Arnoldi近似》,SIAM J.Sci。计算。,32, 2, 774-792 (2010) ·Zbl 1210.65079号 ·doi:10.1137/090758064
[21] 洛佩兹,L。;Simoncini,V.,有理函数逼近矩阵指数的投影方法分析,SIAM J.Numer。分析。,44, 2, 613-635 (2006) ·兹比尔1158.65031 ·数字对象标识代码:10.1137/05062590
[22] 梅茨勒,R。;Klafter,J.,《异常扩散的随机行走指南:分数动力学方法》,《物理学》。代表,339,1,1-77(2000)·Zbl 0984.82032号 ·doi:10.1016/S0370-1573(00)00070-3
[23] Mittag-Leffler,新南威尔士州总经理\({电子}_\阿尔法(x)\),CR Acad。科学。巴黎,137,2554-558(1903)
[24] Mittag-Lefler,G.M.,Sopra la funzione公司\({电子}_\α(x)\)。Rend,会计。林西,ser,5,13,3-5(1904)
[25] Mittag-Lefler,GM,Sur-la representation analysie d’une foction monogene cinquieme note,《数学学报》,29,1,101-181(1905)·doi:10.1007/BF02403200
[26] 莫雷特,I。;Novati,P.,RD-矩阵指数的有理逼近,BIT-Numer。数学,44,3595-615(2004)·Zbl 1075.65062号 ·doi:10.1023/B:BITN.0000046805.27551.3b
[27] 莫雷特,I。;Novati,P.,关于矩阵Mittag-Lefler函数的Krylov子空间方法的收敛性,SIAM J.Numer。分析。,49, 5, 2144-2164 (2011) ·Zbl 1244.65065号 ·doi:10.1137/080738374
[28] Paris,R.,Mittag-Lefler函数的指数渐近性。伦敦皇家学会学报,A辑:数学。,物理学。工程科学。,458, 2028, 3041-3052 (2002) ·Zbl 1049.33018号 ·doi:10.1098/rspa.2002.0977
[29] Podlubny,I.,《分数微分方程:分数导数介绍,分数微分方程的求解方法及其应用》(1998),阿姆斯特丹:学术出版社,阿姆斯特朗·Zbl 0924.34008号
[30] 波波利齐奥,M。;Simoncini,V.,近似矩阵指数算子的加速技术,SIAM J.矩阵分析。申请。,30, 2, 657-683 (2008) ·兹比尔1168.65021 ·doi:10.1137/060672856
[31] 南卡罗来纳州雷迪;魏德曼,J.,《解析函数切比雪夫差分法的精度》,SIAM J.Numer。Anal,42,52176-2187(2005年)·Zbl 1086.65017号 ·数字对象标识代码:10.1137/040603280
[32] Seybold,H。;Hilfer,R.,广义Mittag-Lefler函数的数值结果,分形。微积分应用。分析。,8, 2, 127-139 (2005) ·Zbl 1123.33018号
[33] 赛博尔德,H。;Hilfer,R.,计算广义Mittag-Lefler函数的数值算法,SIAM J.Numer。分析。,47, 1, 69-88 (2008) ·Zbl 1190.65033号 ·doi:10.1137/070700280
[34] Trefethen,法律公告:近似理论和近似实践,第128卷。SIAM(2013)·Zbl 1264.41001号
[35] Wiman,A.,基金会成员\({E} _(a)(x)《数学学报》,第29期,第1期,第191-201期(1905年)·doi:10.1007/BF02403202
[36] Wiman,A.,将成为Funktitonen的Nullstellen\({E} _(a)(x)《数学学报》,第29期,第217-234页(1905年)·doi:10.1007/BF02403204
[37] Wong,R.,Zhao,Y.Q.:Mittag-Lefler函数的指数渐近性。构造近似18(3),(2002)·Zbl 1025.33009号
[38] Zhang,Z.,多项式谱插值的超收敛点,SIAM J.Numer。分析。,50, 6, 2966-2985 (2012) ·Zbl 1262.65020号 ·数字对象标识代码:10.1137/120861291
[39] X.赵。;Wang,法学博士;Xie,Z.,解析函数的Jacobi展开式和Gegenbauer-Gauss求积的Sharp误差界,SIAM J.Numer。Ana,51,3,1443-1469(2013)·Zbl 1276.65017号 ·数字对象标识码:10.1137/12089421X
此参考列表基于出版商或数字数学图书馆提供的信息。其项与zbMATH标识符进行启发式匹配,可能包含数据转换错误。在某些情况下,zbMATH Open的数据对这些数据进行了补充/增强。这试图尽可能准确地反映原始论文中列出的参考文献,而不要求完整或完全匹配。