Monotonicity and asymptotics of zeros of Sobolev type orthogonal polynomials: A general case

Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES)

Adrien-Marie Legendre (1752-1833) e suas obras em Teoria dos Números

The present thesis is an analysis of Adrien-Marie Legendre s works on Number Theory, with a certain emphasis on his 1830 edition of Theory of Numbers. The role played by these works in their historical context and their influence on the development of Number Theory was investigated. A biographic study of Legendre (1752-1833) was undertaken, in which both his personal relations and his scientific productions were related to certain historical elements of the development of both his homeland, France, and the sciences in general, during the 18th and 19th centuries This study revealed notable characteristics of his personality, as well as his attitudes toward his mathematical contemporaries, especially with regard to his seemingly incessant quarrels with Gauss about the priority of various of their scientific discoveries. This is followed by a systematic study of Lagrange s work on Number Theory, including a comparative reading of certain topics, especially that of his renowned law of quadratic reciprocity, with texts of some of his contemporaries. In this way, the dynamics of the evolution of his thought in relation to his semantics, the organization of his demonstrations and his number theoretical discoveries was delimited. Finally, the impact of Legendre s work on Number Theory on the French mathematical community of the time was investigated. This investigation revealed that he not only made substantial contributions to this branch of Mathematics, but also inspired other mathematicians to advance this science even further. This indeed is a fitting legacy for his Theory of Numbers, the first modern text on Higher Arithmetic, on which he labored half his life, producing various editions. Nevertheless, Legendre also received many posthumous honors, including having his name perpetuated on the Trocadéro face of the Eiffel Tower, which contains a list of 72 eminent scientists, and having a street and an alley in Paris named after him

Utilização de modelos de regressão aleatória para produção de leite no dia do controle, com diferentes estruturas de variâncias residuais

Foram utilizados quatorze modelos de regressão aleatória, para ajustar 86.598 dados de produção de leite no dia do controle de 2.155 primeiras lactações de vacas Caracu, truncadas aos 305 dias. Os modelos incluíram os efeitos fixos de grupo contemporâneo e a covariável idade da vaca ao parto. Uma regressão ortogonal de ordem cúbica foi usada para modelar a trajetória média da população. Os efeitos genéticos aditivos e de ambiente permanente foram modelados por meio de regressões aleatórias, usando polinômios ortogonais de Legendre, de ordens cúbicas. Diferentes estruturas de variâncias residuais foram testadas e consideradas por meio de classes contendo 1, 10, 15 e 43 variâncias residuais e de funções de variâncias (FV) usando polinômios ordinários e ortogonais, cujas ordens variaram de quadrática até sêxtupla. Os modelos foram comparados usando o teste da razão de verossimilhança, o Critério de Informação de Akaike e o Critério de Informação Bayesiano de Schwar. Os testes indicaram que, quanto maior a ordem da função de variâncias, melhor o ajuste. Dos polinômios ordinários, a função de sexta ordem foi superior. Os modelos com classes de variâncias residuais foram aparentemente superiores àqueles com funções de variância. O modelo com homogeneidade de variâncias foi inadequado. O modelo com 15 classes heterogêneas foi o que melhor ajustou às variâncias residuais, entretanto, os parâmetros genéticos estimados foram muito próximos para os modelos com 10, 15 ou 43 classes de variâncias ou com FV de sexta ordem.

Estimação de parâmetros genéticos para produção de leite de cabras da raça Alpina

Foram utilizados 9.374 registros semanais de produção de leite de 302 primeiras lactações de cabras da raça Alpina. A produção de leite no dia do controle foi analisada por meio de um modelo animal, unicarater, de regressão aleatória, em que as funções de covariâncias para os componentes genéticos aditivos e de ambiente permanente foram modeladas por meio das funções de Wilmink, Ali e Schaeffer e por polinômios ortogonais, em uma escala de Legendre de ordens cúbica e quíntica. Assumiu-se, ainda, variância residual homogênea durante toda a lactação e heterogênea com três e quatro classes de variância residual. Os modelos foram comparados pelo critério de informação de Akaike (AIC), pelo critério de informação Bayesiano de Schwar (BIC), pela função de verossimilhança (Ln L), pela visualização das estimativas de variâncias genéticas, de ambiente permanente, fenotípicas e residuais e pelas herdabilidades. O polinômio de Legendre de ordem quíntica, com quatro e três classes de variâncias residuais, e a função de Ali e Schaeffer, com quatro classes de variâncias residuais, foram indicados como os mais adequados pelo AIC, BIC e Ln L. Estes modelos diferiram na partição da variância fenotípica para as variâncias de ambiente permanente, genética e residual apenas no início e no final da lactação. Contudo, a função de Ali e Schaeffer resultou em estimativas negativas de correlação genética entre os controles mais distantes. O polinômio de Legendre de ordem quíntica, assumindo variância residual heterogênea, mostrou-se mais adequado para ajustar a produção de leite no dia do controle de cabras da raça Alpina.

Bayesian analysis of random regression models using B-splines to model test-day milk yield of Holstein cattle in Brazil

Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico (CNPq)

Modelos de regressão aleatória na avaliação genética do crescimento de ovinos da raça Santa Inês

Utilizaram-se 17.767 registros de peso de 4.210 cordeiros da raça Santa Inês com o objetivo de comparar modelos de regressão aleatória com diferentes estruturas para modelar a variância residual em estudos genéticos da curva de crescimento. Os efeitos fixos incluídos na análise foram: grupo contemporâneo e idade da ovelha no parto. As regressões fixas e aleatórias foram ajustadas por meio de polinômios de Legendre de ordens 4 e 3, respectivamente. A variância residual foi ajustada por meio de classes heterogêneas e por funções de variância empregando polinômios ordinários e de Legendre de ordens 2 a 8. O modelo considerando homogeneidade de variâncias residuais mostrou-se inadequado. de acordo com os critérios utilizados, a variância residual contendo sete classes heterogêneas proporcionou melhor ajuste, embora um mais parcimonioso, com cinco classes, pudesse ser utilizado sem perdas na qualidade de ajuste da variância nos dados. O ajuste de funções de variância com qualquer ordem foi melhor que o obtido por meio de classes. O polinômio ordinário de ordem 6 proporcionou melhor ajuste entre as estruturas testadas. A modelagem do resíduo interferiu nas estimativas de variâncias e parâmetros genéticos. Além da alteração da classificação dos reprodutores, a magnitude dos valores genéticos preditos apresenta variações significativas, de acordo com o ajuste da variância residual empregado.

On the zeros of polynomials: An extension of the Enestrom-Kakeya theorem

This paper presents an extension of the Enestrom-Kakeya theorem concerning the roots of a polynomial that arises from the analysis of the stability of Brown (K, L) methods. The generalization relates to relaxing one of the inequalities on the coefficients of the polynomial. Two results concerning the zeros of polynomials will be proved, one of them providing a partial answer to a conjecture by Meneguette (1994)[6]. (C) 2011 Elsevier B.V. All rights reserved.

Convexity of the extreme zeros of Gegenbauer and Laguerre polynomials

Let C-n(lambda)(x), n = 0, 1,..., lambda > -1/2, be the ultraspherical (Gegenbauer) polynomials, orthogonal. in (-1, 1) with respect to the weight function (1 - x(2))(lambda-1/2). Denote by X-nk(lambda), k = 1,....,n, the zeros of C-n(lambda)(x) enumerated in decreasing order. In this short note, we prove that, for any n is an element of N, the product (lambda + 1)(3/2)x(n1)(lambda) is a convex function of lambda if lambda greater than or equal to 0. The result is applied to obtain some inequalities for the largest zeros of C-n(lambda)(x). If X-nk(alpha), k = 1,...,n, are the zeros of Laguerre polynomial L-n(alpha)(x), also enumerated in decreasing order, we prove that x(n1)(lambda)/(alpha + 1) is a convex function of alpha for alpha > - 1. (C) 2002 Published by Elsevier B.V. B.V.

Asymptotics of zeros of polynomials arising from rational integrals

We prove that the zeros of the polynomials P.. (a) of degree m, defined by Boros and Moll via[GRAPHICS]approach the lemmiscate {zeta epsilon C: \zeta(2) - 1\ = Hzeta < 0}, as m --> infinity. (C) 2004 Elsevier B.V. All rights reserved.

Real orthogonal polynomials in frequency analysis

We study the use of para-orthogonal polynomials in solving the frequency analysis problem. Through a transformation of Delsarte and Genin, we present an approach for the frequency analysis by using the zeros and Christoffel numbers of polynomials orthogonal on the real line. This leads to a simple and fast algorithm for the estimation of frequencies. We also provide a new method, faster than the Levinson algorithm, for the determination of the reflection coefficients of the corresponding real Szego polynomials from the given moments.

Connection coefficients and zeros of orthogonal polynomials

We discuss an old theorem of Obrechkoff and some of its applications. Some curious historical facts around this theorem are presented. We make an attempt to look at some known results on connection coefficients, zeros and Wronskians of orthogonal polynomials from the perspective of Obrechkoff's theorem. Necessary conditions for the positivity of the connection coefficients of two families of orthogonal polynomials are provided. Inequalities between the kth zero of an orthogonal polynomial p(n)(x) and the largest (smallest) zero of another orthogonal polynomial q(n)(x) are given in terms of the signs of the connection coefficients of the families {p(n)(x)} and {q(n)(x)}, An inequality between the largest zeros of the Jacobi polynomials P-n((a,b)) (x) and P-n((alpha,beta)) (x) is also established. (C) 2001 Elsevier B.V. B.V. All rights reserved.

Monotonicity of zeros of Jacobi polynomials

Denote by x(nk)(alpha, beta), k = 1...., n, the zeros of the Jacobi polynornial P-n((alpha,beta)) (x). It is well known that x(nk)(alpha, beta) are increasing functions of beta and decreasing functions of alpha. In this paper we investigate the question of how fast the functions 1 - x(nk)(alpha, beta) decrease as beta increases. We prove that the products t(nk)(alpha, beta) := f(n)(alpha, beta) (1 - x(nk)(alpha, beta), where f(n)(alpha, beta) = 2n(2) + 2n(alpha + beta + 1) + (alpha + 1)(beta + 1) are already increasing functions of beta and that, for any fixed alpha > - 1, f(n)(alpha, beta) is the asymptotically extremal, with respect to n, function of beta that forces the products t(nk)(alpha, beta) to increase. (c) 2007 Elsevier B.V. All rights reserved.