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高阶高斯积分节点的高精度数值计算
  • ISSN号:1009-1742
  • 期刊名称:《中国工程科学》
  • 时间:0
  • 分类:O174.6[理学—数学;理学—基础数学] O241[理学—计算数学;理学—数学]
  • 作者机构:[1]中国科学院安徽光学精密机械研究所,合肥230031, [2]中国科学院环境光学与技术重点实验室,合肥230031, [3]中国科学院合肥物质科学研究院,合肥230031
  • 相关基金:国家自然科学基金资助项目(60478025,50472104)
中文摘要:

在工程数值计算、X射线衍射线形分析、光谱学等领域常使用高斯数值积分,高斯积分的节点及权重因子是数值积分的必须数据。研究了高次勒让德、拉盖尔和厄米多项式的零点,即高斯-勒让德、高斯-拉盖尔、高斯-厄米积分的节点的计算方法,给出了一种有效的高精度数值算法——搜索迭代方法(scan-iterationmethod,SIM)。根据勒让德、拉盖尔、厄米多项式的特点,对拉盖尔多项式、厄米多项式的定义稍做变化后,获得了计算多项式值的稳定递推关系。求它们的根时,先在一定范围内以一定的步长搜索根所在的区间,获得所有根的各自区间范围后,再通过常用的迭代方法如割线法、二分法进行求解。数值实验表明,这种方法是非常有效的,可获得高次勒让德、拉盖尔、厄米多项式的全部高精度根值。

英文摘要:

Gauss quadrature is used widely in many fields such as the engineering numerical computation, X-ray diffraction profile analysis, spectroscopy, and so on. The nodes and weight factors of Gauss-quadrature are essential data to the numerical integration. A method to compute the zeroes of the high-degree Legendre, Laguerre and Hermite polynomials, which are the nodes of Gauss-Legendre, Gauss-Laguerre and Gauss-Hermite Quadrature, respectively, is studied, and a very efficient algorithm scan-iteration method(SIM) is given. According to the properties of Legendre, Laguerre and Hermite polynomials, their definitions are modified a little, and the stable recursive relations to compute their value are obtained. To extract these polynomials, their root intervals are searched with a certain step within a certain range. After the intervals of all roots are obtained, the roots with the desired precision can be gotten by the general iteration methods such as secant or bisection method. Numerical experiments indicate that the method is very efficient and the high-precise roots of Legendre, Laguerre and Hermite polynomials can be extracted.

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期刊信息
  • 《中国工程科学》
  • 北大核心期刊(2011版)
  • 主管单位:中国工程院
  • 主办单位:中国工程院 高等教育出版社有限公司
  • 主编:
  • 地址:北京市朝阳区惠新东街4号富盛大厦12层
  • 邮编:100029
  • 邮箱:
  • 电话:010-58582511
  • 国际标准刊号:ISSN:1009-1742
  • 国内统一刊号:ISSN:11-4421/G3
  • 邮发代号:2-859
  • 获奖情况:
  • 国内外数据库收录:
  • 中国中国科技核心期刊,中国北大核心期刊(2011版),中国北大核心期刊(2014版)
  • 被引量:21296