雷 陽,葉培新,宋占杰
(1. 天津大學(xué)理學(xué)院,天津 300072;2. 南開大學(xué)數(shù)學(xué)學(xué)院,天津 300071)
最近,Meyer-K?nig 和 Zeller 算子(簡稱 MKZ 算子)及其變型算子的逼近問題成為算子逼近的一個熱點(diǎn)問題[1-16],然而進(jìn)一步研究需要給出其各階矩的明確上界估計,筆者主要從基礎(chǔ)理論方面進(jìn)行了一些研究.
1960 年,由 Meyer-K?nig 和 Zeller 受若干Bernstein 型算子的構(gòu)造啟發(fā)給出一類 Meyer-K?nig和 Zeller 算子[14],即
由于算子本身計算復(fù)雜度較高,進(jìn)一步研究成果較少,Becker 和 Nessel 在1978 年才給出算子的二階中心矩估計.
命題 1.1[17]Meyer-K?nig 和 Zeller 算子的二階中心矩滿足不等式
顯然,這個估計結(jié)果很粗略,其上下界相差3 倍.
探索其中心矩的工作一直沒有間斷,Abel[18]在1995 年給出Meyer-K?nig和Zeller 算子的明確二階中心矩估計,從本質(zhì)上改進(jìn)了上述結(jié)果.
命題 1.2[18]Meyer-K?nig 和Zeller 算子的二階中心矩為
高階矩一般表達(dá)式的計算比較困難,Guo 和Qi[19]在2007年用歸納法給出了 Meyer-K?nig 和Zeller 算子的各階中心矩的一個上界估計.
命題 1.3[19]設(shè)r 為正整數(shù),n 2r> ,且?(x)=則有
式中C 為不依賴于x 和n 的常數(shù).
由于上述結(jié)果只是給出常數(shù)C 的存在性,在逼近估計式中有時會帶來不便.所以,本文在上述結(jié)果的基礎(chǔ)上,進(jìn)一步明確給出C 的取值,從而給出確定的上界.
定理 1.4設(shè)r為正整數(shù),n >2r,且?(x)=則有
引理2.1[17]對于,n≥2 ,x ∈[0,1],有
引理2.2對于b ≤a,? x ,則有
證明:當(dāng)b ≤x ≤a 時,b?x≤0≤a ?x .
則
當(dāng)x≤b≤a 時,0 ≤b?x≤a ?x
則
所以式(4)成立.
當(dāng)b ≤a ≤x 時,同理有式(4)成立.
綜上,命題成立.
引理 2.3(Stirling 公式)對于n N+∈,有,其中
引理 2.4設(shè)r為正整數(shù),n>2r,且?(x)=則有
其中,C2=1.5,當(dāng)r ≥ 2時,滿足遞推公式
證明:由引理2.1 知
最后一步是因?yàn)橛蓷l件有n≥ 3,所以 C2= 1.5.
下面假設(shè)已知 C2r,接下來證對 C2r+2有命題中的遞推公式,假設(shè)n> 2 r+2
所以有
考察
因?yàn)閚≥2r+2,所以n≥ 5時有
即Mn((·?x)2r+2,x)≤
考察
對于
因?yàn)閚>2r+2,即n≥2r+3
所以
再由引理2.3,可知
即是
由假設(shè)知
這里 a~ b 意味著存在一個常數(shù)D ,使得
事實(shí)上有
于是
假設(shè)成立,引理得證.
下面證明定理1.4
證明:利用引理2.4,可知
其中,C2=1.5,當(dāng)r ≥ 2時,滿足遞推公式
當(dāng)r≥5 時,
利用引理2.4,可知在 r=1,2,3,4時,
推論3.1設(shè)m 為偶數(shù),m≥4,n>m,且 ?(x)=則有
證明:利用定理1.4
再由引理2.3,可知
當(dāng)m≥4 時,有
MKZ 算子及其變型算子的逼近問題是算子逼近的一個熱點(diǎn)問題,在研究各階矩過程逼近方面有一定的理論意義和應(yīng)用價值.本文給出了 MKZ 型算子各階矩的明確上界估計,給出的方法可以用于其他類似算子中心距的上界估計,同時上述概率型算子的中心距的上界估計為進(jìn)一步研究其逼近性質(zhì)提供了重要工具.
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