Аннотация:
Для прямого вычисления функций Ферми-Дирака полуцелого индекса построены специализированные квадратурные формулы высокой точности. Показано, что зависимость погрешности от числа узлов является не степенной, а экспоненциальной. Исследованы свойства таких формул. Показано, что показатель экспоненты сходимости определяется расстоянием до ближайшего полюса подынтегрального выражения. Это обеспечивает очень
быструю сходимость квадратур. Построены несложные аппроксимации функций Ферми–Дирака целых и полуцелых индексов, имеющие точность лучше 1%; они удобны для физических оценок. Попутно найдены асимптотические представления для чисел Бернулли.
Ключевые слова:
функции Ферми–Дирака, полуцелые индексы, квадратуры, экспоненциальная сходимость, числа Бернулли.
A. A. Belov, V. S. Khokhlachev, “Improving the Accuracy of Exponentially Converging Quadratures”, Comput. Math. and Math. Phys., 64:1 (2024), 1
А. А. Белов, В. С. Хохлачев, “Повышение точности экспоненциально сходящихся квадратур”, Žurnal vyčislitelʹnoj matematiki i matematičeskoj fiziki, 64:1 (2024)
Aleksandr A. Belov, Maxim A. Tintul, Valentin S. Khokhlachev, “Quadratures with super power convergence”, Discrete and Continuous Models, 31:2 (2023), 128
M. A. Tintul, V. S. Khokhlachev, A. A. Belov, “Quadratures with Superpower Convergence”, Bull. Russ. Acad. Sci. Phys., 86:11 (2022), 1350
V. S. Khokhlachev, A. A. Belov, “Asymptotically Accurate Estimates of the Error for Exponentially Convergent Quadratures”, Bull. Russ. Acad. Sci. Phys., 86:7 (2022), 861
Н. Н. Калиткин, С. А. Колганов, “Построение аппроксимаций, удовлетворяющих чебышевскому альтернансу”, Препринты ИПМ им. М. В. Келдыша, 2020, 091, 33 с.
А. А. Белов, Н. Н. Калиткин, В. С. Хохлачев, “Улучшенные оценки погрешности для экспоненциально сходящихся квадратур”, Препринты ИПМ им. М. В. Келдыша, 2020, 75–24 [A. A. Belov, N. N. Kalitkin, V. S. Khokhlachev, “Improved error estimates for an exponentially convergent quadratures”, Keldysh Institute preprints, 2020, 75–24]
Н. Н. Калиткин, С. А. Колганов, “Функции Ферми–Дирака. Прямое вычисление функций”, Препринты ИПМ им. М. В. Келдыша, 2018, 235, 29 с.