УДК 519.6+004.02
АЛГОРИТМ НАИЛУЧШЕЙ РАВНОМЕРНОЙ АППРОКСИМАЦИИ СПЛАЙНАМИ
СО СВОБОДНЫМИ УЗЛАМИ
Аннотация. Предложен алгоритм наилучшего равномерного приближения сплайном с оптимальными узлами. Для поиска оптимальных узлов использована дифференциальная эволюция — один из лучших эволюционных алгоритмов, стабильно находящий глобальный оптимум функции за минимальное время. Коэффициенты сплайна определены как решение задачи сплайн-аппроксимации с фиксированными узлами. Приведены результаты вычислительного эксперимента.
Ключевые слова: наилучшая равномерная аппроксимация, сплайн, оптимальные узлы, дифференциальная эволюция.
ПОЛНЫЙ ТЕКСТ
Вакал Лариса Петровна,
кандидат техн. наук, старший научный сотрудник Института кибернетики им. В.М. Глушкова НАН Украины, Киев,
lara.vakal@gmail.com
Вакал Евгений Сергеевич,
кандидат физ.-мат. наук, доцент Киевского национального университета имени Тараса Шевченко,
jvakal@gmail.com
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
- Стечкин С.Б., Субботин Ю.Н. Сплайны в вычислительной математике. Москва: Наука, 1976. 248 с.
- Бердышев В.И., Петрак Л.В. Аппроксимация функций, сжатие численной информации, приложения. Екатеринбург: УрО РАН, 1999. 297 с.
- Vakai E.S., Kivva S.L., Mistetskii G.E., Stelya O.B. Solution method for nonlinear parabolic equations. Journal of Mathematical Sciences. 1991. Vol. 54, N 2. P. 781–786.
- Попов Б.А. Равномерное приближение сплайнами. Киев: Наук. думка, 1989. 272 с.
- Малачівський П.С., Скопецький В.В. Неперервне й гладке мінімаксне сплайн-наближення. Київ: Наук. думка, 2013. 270 с.
- Корнейчук Н.П. Точные константы в теории приближения. Москва: Наука, 1987. 424 с.
- Barrodale J., Young A. A note on numerical procedures for approximation by spline functions. Comput. J. 1966. Vol. 9. P. 318–320.
- Esch R.E., Eastman W.L. Computational methods for best spline function approximation. Journal of Approximation Theory. 1969. Vol. 2, N 1. P. 85–96.
- Вакал Л.П. Побудова найкращих чебишовських наближень сплайнами. Штучний інтелект. 2017. № 2. С. 94–100.
- Schumaker L.L. Some algorithms for the computation of interpolating and approximating spline functions. Theory and applications of spline functions. New York: Academic Press, 1969. P. 87–102.
- Nurnberger G., Sommer M. A Remez type algorithm for spline functions. Numer. Math. 1983. Vol. 41, N 1. P. 117–146.
- Ремез Е.Я. Основы численных методов чебышевского приближения. Киев: Наук. думка, 1969. 623 с.
- Schumaker L.L. Uniform approximation by chebyshev spline functions. II. Free knots. SIAM Journal of Numerical Analysis. 1968. Vol. 5, N 4. P. 647–656.
- Nrnberger G. Bivariate segment approximation and free knot splines; research problems 96-4. Constructive Approximation. 1996. Vol. 12, N 4. P. 555–558.
- Crouzeix J.P., Sukhorukova N., Ugon J. Characterization theorem for best polynomial spline approximation with free knots, variable degree and fixed tails. Journal of Optimization Theory and Applications. 2017. Vol. 172, N 3. P. 950–964.
- Meinardus G., rnberger G., Sommer M., Strauss H. Algorithm for piecewise polynomials and splines with free knots. Math. of Computation. 1989. Vol. 53, N 187. P. 235–247.
- Vakal L.P. Seeking optimal knots for segment approximation. Journal of Automation and Information Sciences. 2016. Vol. 48, N 11. P. 68–75.
- Vakal L.P., Kalenchuk-Porkhanova A.A., Vakal E.S. Increasing the efficiency of Chebyshev segment fractional rational approximation. Cybernetics and Systems Analysis. 2017. Vol. 53, N 5. P. 759–765.
- Storn R., Price K. Differential evolution — a simple and efficient heuristic for global optimization over continuous spaces. Journal of Global Optimization. 1997. Vol. 11. P. 341–359.
- Вакал Л.П. Генетичні алгоритми для чебишовської апроксимації. Комп’ютерні засоби, мережі та системи. 2013. № 12. С. 20–26.
- Vakal L.P. Solving uniform nonlinear approximation problem using continuous genetic algorithm. Journal of Automation and Information Sciences. 2016. Vol. 48, N 6. P. 49–59.
- Вакал Л.П. Апроксимація функцій багатьох змінних із застосуванням алгоритму диференціальної еволюції. Математичні машини і системи. 2017. № 1. С. 90–96.