SZEGO and PARA-ORTHOGONAL POLYNOMIALS on THE REAL LINE: ZEROS and CANONICAL SPECTRAL TRANSFORMATIONS

Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES)

Kernel polynomials from L-orthogonal polynomials

A positive measure ψ defined on [a,b] such that its moments μn=∫a btndψ(t) exist for n=0,±1,±2,⋯, is called a strong positive measure on [a,b]. If 0≤aquadrature rules associated with these kernel polynomials. Associated eigenvalue problems and numerical evaluation of the nodes and weights of such quadrature rules are also considered. © 2010 IMACS. Published by Elsevier B.V. All rights reserved.

Szego{double acute} and para-orthogonal polynomials on the real line: Zeros and canonical spectral transformations

We study polynomials which satisfy the same recurrence relation as the Szego{double acute} polynomials, however, with the restriction that the (reflection) coefficients in the recurrence are larger than one in modulus. Para-orthogonal polynomials that follow from these Szego{double acute} polynomials are also considered. With positive values for the reflection coefficients, zeros of the Szego{double acute} polynomials, para-orthogonal polynomials and associated quadrature rules are also studied. Finally, again with positive values for the reflection coefficients, interlacing properties of the Szego{double acute} polynomials and polynomials arising from canonical spectral transformations are obtained. © 2012 American Mathematical Society.

Propriedades e convergência de certas fórmulas de quadratura interpolatórias

Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES)

Para-orthogonal polynomials from constant Verblunsky coefficients

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Quadraturformeln für das Qualokationsverfahren

Im Mittelpunkt dieser Arbeit steht Beweis der Existenz- und Eindeutigkeit von Quadraturformeln, die für das Qualokationsverfahren geeignet sind. Letzteres ist ein von Sloan, Wendland und Chandler entwickeltes Verfahren zur numerischen Behandlung von Randintegralgleichungen auf glatten Kurven (allgemeiner: periodische Pseudodifferentialgleichungen). Es erreicht die gleichen Konvergenzordnungen wie das Petrov-Galerkin-Verfahren, wenn man durch den Operator bestimmte Quadraturformeln verwendet. Zunächst werden die hier behandelten Pseudodifferentialoperatoren und das Qualokationsverfahren vorgestellt. Anschließend wird eine Theorie zur Existenz und Eindeutigkeit von Quadraturformeln entwickelt. Ein wesentliches Hilfsmittel hierzu ist die hier bewiesene Verallgemeinerung eines Satzes von Nürnberger über die Existenz und Eindeutigkeit von Quadraturformeln mit positiven Gewichten, die exakt für Tschebyscheff-Räume sind. Es wird schließlich gezeigt, dass es stets eindeutig bestimmte Quadraturformeln gibt, welche die in den Arbeiten von Sloan und Wendland formulierten Bedingungen erfüllen. Desweiteren werden 2-Punkt-Quadraturformeln für so genannte einfache Operatoren bestimmt, mit welchen das Qualokationsverfahren mit einem Testraum von stückweise konstanten Funktionen eine höhere Konvergenzordnung hat. Außerdem wird gezeigt, dass es für nicht-einfache Operatoren im Allgemeinen keine Quadraturformel gibt, mit der die Konvergenzordnung höher als beim Petrov-Galerkin-Verfahren ist. Das letzte Kapitel beinhaltet schließlich numerische Tests mit Operatoren mit konstanten und variablen Koeffizienten, welche die theoretischen Ergebnisse der vorangehenden Kapitel bestätigen.

Special Classes of Orthogonal Polynomials and Corresponding Quadratures of Gaussian Type

MSC 2010: 33C47, 42C05, 41A55, 65D30, 65D32

Computing Fresnel integrals via modified trapezium rules

In this paper we propose methods for computing Fresnel integrals based on truncated trapezium rule approximations to integrals on the real line, these trapezium rules modified to take into account poles of the integrand near the real axis. Our starting point is a method for computation of the error function of complex argument due to Matta and Reichel (J Math Phys 34:298–307, 1956) and Hunter and Regan (Math Comp 26:539–541, 1972). We construct approximations which we prove are exponentially convergent as a function of N , the number of quadrature points, obtaining explicit error bounds which show that accuracies of 10−15 uniformly on the real line are achieved with N=12 , this confirmed by computations. The approximations we obtain are attractive, additionally, in that they maintain small relative errors for small and large argument, are analytic on the real axis (echoing the analyticity of the Fresnel integrals), and are straightforward to implement.