Optimal C(N)D-recovery of Functions from the Anisotropic Generalized Sobolev Class


Views: 64 / PDF downloads: 72

Authors

  • Адилжан Утесов АРУ им.K.Жуюанова
  • Gulzhan Utesova

DOI:

https://doi.org/10.32523/bulmathenu.2025/3.2

Keywords:

Computational (numerical) diameter, linear functionals, computational aggregate, optimal recovery of functions, limiting error, anisotropic generalized Sobolev class.

Abstract

In this paper, the problem of recovering functions from an anisotropic generalized Sobolev class in the context of the computational (numerical) diameter is completely solved. The anisotropic generalized Sobolev class $W_2^{\omega_{r_1}, \ldots, \omega_{r_s}}$, which arises from the classification of periodic functions according to the rate of decay of their trigonometric Fourier coefficients, represents a finer scale of function characteristics than the anisotropic Sobolev class
$W_2^{r_1, \ldots, r_s}$ in the power scale. The paper presents two-sided estimates, up to multiplicative constants, for the approximation error of functions from the considered class by computational aggregates constructed from information given in the form of linear functionals.
In addition, based on trigonometric Fourier coefficients, the optimal computational aggregate is explicitly constructed. It is noted that the set of computational aggregates $(l^{(N)}, \varphi_N)$ used in the lower bounds is sufficiently wide, containing all partial sums of Fourier series with respect to various orthonormal systems, all possible finite convolutions with special kernels, as well as all finite approximation sums used in orthogonal widths, linear widths, and greedy algorithms. Furthermore, in the second part of the paper, the limiting error $\overline{\varepsilon}_N$ of numerical information in the form of trigonometric Fourier coefficients is obtained, which preserves the optimality of the computational aggregate and cannot be improved in order. In the third part, it is proved that all computational aggregates constructed using trigonometric Fourier coefficients do not have a limiting error greater than $\overline{\varepsilon}_N$.

References

Dinh Dung, Temlyakov V.N., Tino Ullrich. Hyperbolic Cross Approximation. arXiv:1601.03978v1[math.NA]. -2016. -154 p.

Temlyakov V. Multivariate Approximation. -Cambridge: Cambridge University Press, 2018. -551 p.

Kashin B., Kosov E., Limonova I., Temlyakov V. Sampling discretization and related problems // Journal of Complexity. -2022. -Vol. 71. -P. 101653.

Ажгалиев Ш. У., Темиргалиев Н. Информативная мощность всех линейных функционалов при восстановлении функций из классов $H_p^{omega}$ //Матем. сб. -2007. -T. 198. № 11ю -С. 3–20.

Темиргалиев Н. , Жубанышева А. Ж. Компьютерный (вычислительный) поперечник в контексте общей теории восстановления // Изв. вузов. Матем. -2019. № 1. -C. 89–97.

Темиргалиев Н., Жубанышева А.Ж. Теория приближений, вычислительная математика и численный анализ в новой концепции в свете Компьютерного (вычислительного) поперечника // Вестник ЕНУ имени Л.Н.Гумилева. Серия Математика. Информатика. Механика. -2018. -T. 124. №3. -C. 8 – 88.

Жубанышева А.Ж., Темиргалиев Н. Информативная мощность тригонометрических коэффициентов Фурье и их предельная погрешность при дискретизации оператора дифференцирования на многомерных классах Соболева // Журнал вычисл. матем. и матем. физ. -2015. -Т. 55. № 9. -С. 1474–1485.

Темиргалиев Н., Жубанышева А. Ж. Порядковые оценки норм производных функций с нулевыми значениями на линейных функционалах и их применения // Изв. вузов. Матем. – 2017. № 3. -C. 89–95.

Utesov A.B., Bazarkhanova A.A. On Optimal Discretization of Solutions of the Heat Equation and the Limit Error of the Optimum Computing Unit // Differential Equations. -2021. -Vol. 57 (12). -P. 1726-1735. DOI: 10.1134/S0012266121120168

bibitem{10} Utesov A.B. Optimal Recovery of Functions from Numerical Information on Them and Limiting Error of the Optimal Computing Unit // Mathematical Notes. -2022. -Vol. 111(5). -P. 759 – 767. DOI: 10.1134/S0001434622050108

Taugynbayeva G., Azhgaliev Sh., Zhubanysheva A., Temirgaliyev N. Full C(N)D – study of computational capabilities of Lagrange polinomials // Mathematics and Computers in Simulation. -2025. -Vol. 227. -P. 189-208.

Утесов А.Б. Задача восстановления функций и интегралов на обобщенных классах и решения уравнения теплопроводности: дисс. кандидата физ.- мат. наук. Алматы, 2001.

Abikenova Sh., Utesov A., Temirgaliev N. On the Discretization of Solutions of the Wave Equation with Initial Conditions from Generalized Sobolev Clases // Маthematical notes. -2012. -Vol. 91(3). -P. 430-434.

Kolyada V.I. The embedding of certain classes of functions of several variables //Siberian Mathematical Journal. -1973. -Vol. 14:4. -P. 530 - 546.

Ul’yanov P.L. Absolute convergence of trigonometric Fourier series // Doklady Mathematics. – 1992. -Vol. 45. No 1. -P. 83-88.

Утесов А.Б. Оптимальное восстановление функций из анизотропных классов Соболева в степенно-логарифмической шкале // Вестник Евразийского национального университета имени Л.Н. Гумилева. Серия Математика, компьютерные науки, механика. -2021. -Т. 136. № 3. -С. 37-41.

Published

2025-09-30

How to Cite

Утесов, А., & Gulzhan У. (2025). Optimal C(N)D-recovery of Functions from the Anisotropic Generalized Sobolev Class. Bulletin of L.N. Gumilyov Eurasian National University. Mathematics, Computer Science, Mechanics Series, 152(3), 22–29. https://doi.org/10.32523/bulmathenu.2025/3.2

Issue

Section

Статьи