x
هدف البحث
بحث في العناوين
بحث في اسماء الكتب
بحث في اسماء المؤلفين
اختر القسم
موافق
تاريخ الرياضيات
الاعداد و نظريتها
تاريخ التحليل
تار يخ الجبر
الهندسة و التبلوجي
الرياضيات في الحضارات المختلفة
العربية
اليونانية
البابلية
الصينية
المايا
المصرية
الهندية
الرياضيات المتقطعة
المنطق
اسس الرياضيات
فلسفة الرياضيات
مواضيع عامة في المنطق
الجبر
الجبر الخطي
الجبر المجرد
الجبر البولياني
مواضيع عامة في الجبر
الضبابية
نظرية المجموعات
نظرية الزمر
نظرية الحلقات والحقول
نظرية الاعداد
نظرية الفئات
حساب المتجهات
المتتاليات-المتسلسلات
المصفوفات و نظريتها
المثلثات
الهندسة
الهندسة المستوية
الهندسة غير المستوية
مواضيع عامة في الهندسة
التفاضل و التكامل
المعادلات التفاضلية و التكاملية
معادلات تفاضلية
معادلات تكاملية
مواضيع عامة في المعادلات
التحليل
التحليل العددي
التحليل العقدي
التحليل الدالي
مواضيع عامة في التحليل
التحليل الحقيقي
التبلوجيا
نظرية الالعاب
الاحتمالات و الاحصاء
نظرية التحكم
بحوث العمليات
نظرية الكم
الشفرات
الرياضيات التطبيقية
نظريات ومبرهنات
علماء الرياضيات
500AD
500-1499
1000to1499
1500to1599
1600to1649
1650to1699
1700to1749
1750to1779
1780to1799
1800to1819
1820to1829
1830to1839
1840to1849
1850to1859
1860to1864
1865to1869
1870to1874
1875to1879
1880to1884
1885to1889
1890to1894
1895to1899
1900to1904
1905to1909
1910to1914
1915to1919
1920to1924
1925to1929
1930to1939
1940to the present
علماء الرياضيات
الرياضيات في العلوم الاخرى
بحوث و اطاريح جامعية
هل تعلم
طرائق التدريس
الرياضيات العامة
نظرية البيان
Sturm Function
المؤلف: Acton, F. S
المصدر: Numerical Methods That Work, 2nd printing. Washington, DC: Math. Assoc. Amer
الجزء والصفحة: ...
14-12-2021
746
Given a function , write and define the Sturm functions by
(1) |
where is a polynomial quotient. Then construct the following chain of Sturm functions,
(2) |
|||
(3) |
|||
(4) |
|||
(5) |
|||
(6) |
known as a Sturm chain. The chain is terminated when a constant is obtained.
Sturm functions provide a convenient way for finding the number of real roots of an algebraic equation with real coefficients over a given interval. Specifically, the difference in the number of sign changes between the Sturm functions evaluated at two points and gives the number of real roots in the interval . This powerful result is known as the Sturm theorem. However, when the method is applied numerically, care must be taken when computing the polynomial quotients to avoid spurious results due to roundoff error.
As a specific application of Sturm functions toward finding polynomial roots, consider the function , plotted above, which has roots , , , and 1.38879 (three of which are real). The derivative is given by , and the Sturm chain is then given by
(7) |
|||
(8) |
|||
(9) |
|||
(10) |
The following table shows the signs of and the number of sign changes obtained for points separated by .
1 | 1 | 3 | |||
0 | 1 | 1 | 1 | ||
2 | 1 | 1 | 1 | 1 | 0 |
This shows that real roots lie in , and real root lies in . Reducing the spacing to gives the following table.
1 | 1 | 3 | |||
1 | 1 | 3 | |||
1 | 1 | 1 | 2 | ||
1 | 1 | 2 | |||
0.0 | 1 | 1 | 1 | ||
0.5 | 1 | 1 | 1 | ||
1.0 | 1 | 1 | 1 | 1 | |
1.5 | 1 | 1 | 1 | 1 | 0 |
2.0 | 1 | 1 | 1 | 1 | 0 |
This table isolates the three real roots and shows that they lie in the intervals , , and . If desired, the intervals in which the roots fall could be further reduced.
The Sturm functions satisfy the following conditions:
1. Two neighboring functions do not vanish simultaneously at any point in the interval.
2. At a null point of a Sturm function, its two neighboring functions are of different signs.
3. Within a sufficiently small interval surrounding a zero point of , is everywhere greater than zero or everywhere smaller than zero.
REFERENCES:
Acton, F. S. Numerical Methods That Work, 2nd printing. Washington, DC: Math. Assoc. Amer., p. 334, 1990.
Dörrie, H. "Sturm's Problem of the Number of Roots." §24 in 100 Great Problems of Elementary Mathematics: Their History and Solutions. New York: Dover, pp. 112-116, 1965.
Press, W. H.; Flannery, B. P.; Teukolsky, S. A.; and Vetterling, W. T. Numerical Recipes in FORTRAN: The Art of Scientific Computing, 2nd ed. Cambridge, England: Cambridge University Press, p. 469, 1992.
Rusin, D. "Known Math." http://www.math.niu.edu/~rusin/known-math/96/sturm.
Sturm, C. "Mémoire sur la résolution des équations numériques." Bull. des sciences de Férussac 11, 1929.