المرجع الالكتروني للمعلوماتية
المرجع الألكتروني للمعلوماتية

الرياضيات
عدد المواضيع في هذا القسم 9761 موضوعاً
تاريخ الرياضيات
الرياضيات المتقطعة
الجبر
الهندسة
المعادلات التفاضلية و التكاملية
التحليل
علماء الرياضيات

Untitled Document
أبحث عن شيء أخر المرجع الالكتروني للمعلوماتية
ميعاد زراعة الجزر
2024-11-24
أثر التأثير الاسترجاعي على المناخ The Effects of Feedback on Climate
2024-11-24
عمليات الخدمة اللازمة للجزر
2024-11-24
العوامل الجوية المناسبة لزراعة الجزر
2024-11-24
الجزر Carrot (من الزراعة الى الحصاد)
2024-11-24
المناخ في مناطق أخرى
2024-11-24


Laguerre-Gauss Quadrature  
  
548   01:40 صباحاً   date: 5-12-2021
Author : Abramowitz, M. and Stegun, I. A.
Book or Source : Handbook of Mathematical Functions with Formulas, Graphs, and Mathematical Tables, 9th printing. New York: Dover
Page and Part : ...


Read More
Date: 8-12-2021 642
Date: 8-12-2021 648
Date: 9-12-2021 913

Laguerre-Gauss Quadrature

Laguerre-Gauss quadrature, also called Gauss-Laguerre quadrature or Laguerre quadrature, is a Gaussian quadrature over the interval [0,infty) with weighting function W(x)=e^(-x) (Abramowitz and Stegun 1972, p. 890). It fits all polynomials of degree 2m-1 exactly (Chandrasekhar 1960, p. 61).

The abscissas for quadrature order n are given by the roots of the Laguerre polynomials L_n(x). The weights are

w_i =

(1)

=

(2)

where A_n is the coefficient of x^n in L_n(x). For Laguerre polynomials,

 A_n=((-1)^n)/(n!),

(3)

where n! is a factorial, so

(A_(n+1))/(A_n) = -1/(n+1)

(4)

(A_n)/(A_(n-1)) = -1/n.

(5)

Additionally,

 gamma_n=int_0^inftyW(x)[L_n(x)]^2dx=1,

(6)

so

w_i =

(7)

=

(8)

Using the recurrence relation

= nL_n(x)-nL_(n-1)(x)

(9)

= (x-n-1)L_n(x)+(n+1)L_(n+1)(x)

(10)

which, since x_i is a root of L_n(x), gives

 nL_n(x)=(x-n-1)L_n(x)=0,

(11)

so (10) becomes

(12)

gives

w_i =

(13)

=

(14)

The error term is

 E=((n!)^2)/((2n)!)f^((2n))(xi)

(15)

(Abramowitz and Stegun 1972, p. 890).

Beyer (1987) gives a table of abscissas and weights up to n=6.

n x_i w_i
2 0.585786 0.853553
  3.41421 0.146447
3 0.415775 0.711093
  2.29428 0.278518
  6.28995 0.0103893
4 0.322548 0.603154
  1.74576 0.357419
  4.53662 0.0388879
  9.39507 0.000539295
5 0.26356 0.521756
  1.4134 0.398667
  3.59643 0.0759424
  7.08581 0.00361176
  12.6408 0.00002337

The abscissas and weights can be computed analytically for small n.

n x_i w_i
2 2-sqrt(2) 1/4(2+sqrt(2))
  2+sqrt(2) 1/4(2-sqrt(2))

For the generalized Laguerre polynomial L_n^beta(x) with weighting function w(x)=x^betae^(-x),

 A_n=((-1)^n)/(n!)

(16)

is the coefficient of x^n in L_n^beta(x) and

gamma_n = int_0^inftyx^betae^(-x)[L_n^beta(x)]^2dx

(17)

= (Gamma(n+beta+1))/(n!),

(18)

where Gamma(z) is the gamma function. The weights are then

w_i = (Gamma(n+beta)x_i)/(n!(n+beta)[L_(n-1)^beta(x_i)]^2)

(19)

= (Gamma(n+beta+1)x_i)/(n!(n+1)^2[L_(n+1)^beta(x_i)]^2),

(20)

and the error term is

 E_n=(n!Gamma(n+beta+1))/((2n)!)f^((2n))(xi).

(21)


REFERENCES:

Abramowitz, M. and Stegun, I. A. (Eds.). Handbook of Mathematical Functions with Formulas, Graphs, and Mathematical Tables, 9th printing. New York: Dover, pp. 890 and 923, 1972.

Beyer, W. H. CRC Standard Mathematical Tables, 28th ed. Boca Raton, FL: CRC Press, p. 463, 1987.

Chandrasekhar, S. Radiative Transfer. New York: Dover, pp. 61 and 64-65, 1960.

Hildebrand, F. B. Introduction to Numerical Analysis. New York: McGraw-Hill, pp. 325-327, 1956.




الجبر أحد الفروع الرئيسية في الرياضيات، حيث إن التمكن من الرياضيات يعتمد على الفهم السليم للجبر. ويستخدم المهندسون والعلماء الجبر يومياً، وتعول المشاريع التجارية والصناعية على الجبر لحل الكثير من المعضلات التي تتعرض لها. ونظراً لأهمية الجبر في الحياة العصرية فإنه يدرّس في المدارس والجامعات في جميع أنحاء العالم. ويُعجب الكثير من الدارسين للجبر بقدرته وفائدته الكبيرتين، إذ باستخدام الجبر يمكن للمرء أن يحل كثيرًا من المسائل التي يتعذر حلها باستخدام الحساب فقط.وجاء اسمه من كتاب عالم الرياضيات والفلك والرحالة محمد بن موسى الخورازمي.


يعتبر علم المثلثات Trigonometry علماً عربياً ، فرياضيو العرب فضلوا علم المثلثات عن علم الفلك كأنهما علمين متداخلين ، ونظموه تنظيماً فيه لكثير من الدقة ، وقد كان اليونان يستعملون وتر CORDE ضعف القوسي قياس الزوايا ، فاستعاض رياضيو العرب عن الوتر بالجيب SINUS فأنت هذه الاستعاضة إلى تسهيل كثير من الاعمال الرياضية.

تعتبر المعادلات التفاضلية خير وسيلة لوصف معظم المـسائل الهندسـية والرياضـية والعلمية على حد سواء، إذ يتضح ذلك جليا في وصف عمليات انتقال الحرارة، جريان الموائـع، الحركة الموجية، الدوائر الإلكترونية فضلاً عن استخدامها في مسائل الهياكل الإنشائية والوصف الرياضي للتفاعلات الكيميائية.
ففي في الرياضيات, يطلق اسم المعادلات التفاضلية على المعادلات التي تحوي مشتقات و تفاضلات لبعض الدوال الرياضية و تظهر فيها بشكل متغيرات المعادلة . و يكون الهدف من حل هذه المعادلات هو إيجاد هذه الدوال الرياضية التي تحقق مشتقات هذه المعادلات.