Электронная библиотека диссертаций и авторефератов России
dslib.net
Библиотека диссертаций
Навигация
Каталог диссертаций России
Англоязычные диссертации
Диссертации бесплатно
Предстоящие защиты
Рецензии на автореферат
Отчисления авторам
Мой кабинет
Заказы: забрать, оплатить
Мой личный счет
Мой профиль
Мой авторский профиль
Подписки на рассылки



расширенный поиск

Кубатурные формулы для периодических функций Осипов Николай Николаевич

Кубатурные формулы для периодических функций
<
Кубатурные формулы для периодических функций Кубатурные формулы для периодических функций Кубатурные формулы для периодических функций Кубатурные формулы для периодических функций Кубатурные формулы для периодических функций Кубатурные формулы для периодических функций Кубатурные формулы для периодических функций Кубатурные формулы для периодических функций Кубатурные формулы для периодических функций
>

Диссертация - 480 руб., доставка 10 минут, круглосуточно, без выходных и праздников

Автореферат - бесплатно, доставка 10 минут, круглосуточно, без выходных и праздников

Осипов Николай Николаевич. Кубатурные формулы для периодических функций : Дис. ... д-ра физ.-мат. наук : 01.01.07 Красноярск, 2004 192 с. РГБ ОД, 71:06-1/68

Содержание к диссертации

Введение

1. Метод воспроизводящего ядра и минимальные кубатурные формулы с тригонометрическим -свойством 23

1. Воспроизводящее ядро функционального пространства со скалярным произведением 23

2. Нижняя граница для числа узлов кубатурных формул с тригонометрическим -свойством 33

3. Минимальные кубатурные формулы с тригонометрическим d-свойством 37

4. Минимальные кубатурные формулы с тригонометрическим d-свойством при п. 2 49

5. О минимальных решетчатых кубатурных формулах с тригонометрическим c-свойством при п = 2 55

2. Построение серий решетчатых кубатурных формул с тригонометрическим d(&)-CBOHCTBOM 71

1. Решетки и решетчатые кубатурные формулы 71

2. Критические определители и критические решетки 86

3. Минимальные решетчатые кубатурные формулы с тригонометрическим -свойством при 7І — 2 104

4. Построение серий решетчатых кубатурных формул с тригонометрическим d(к)-свойством 113

5. Наилучшие по числу узлов серии решетчатых кубатурных формул с тригонометрическим d(k)-свойством при п — 3 129

6. Примеры серий решетчатых кубатурных формул с тригонометрическим d(к)-свойством при п = 4 142

7. Приложение к дискретному преобразованию Фурье 147

3. Решетчатые кубатурные формулы на пространствах функций с доминирующей производной 156

1. Предварительные сведения. Пространства W7| (Л) 156

2. Оценка нормы функционала погрешности решетчатых кубатурных формул на пространствах Wq(A) 161

3. Частный случай р = 2, g = О 173

Список литературы 180

Введение к работе

Актуальность темы. Интерес к задачам приближенного интегрирования с помощью кубатурных формул, точных на тригонометрических многочленах степени не выше некоторого заданного числа d, сильно возрос в последнее десятилетие. Этот факт отчетливо проявляется в увеличившемся числе работ не только российских математиков (И. П. Мысовских, М. В. Носкова и др.), но и ряда зарубежных специалистов (I.H. Sloan, J N. Lyness, R. Cools, Т. Sorevik и др.).

Следует отметить, что в данной тематике прослеживаются по крайней мере три направления. Первое из них является классическим и состоит в построении кубатурных формул с тригонометрическим d-свойством, число узлов которых является наименьшим (при этом никаких дополнительных ограничений на узлы и коэффициенты кубатурных формул не накладывается). Второе направление характеризуется построением так называемых серий решетчатых кубатурных формул с тригонометрическим (і(й)-свойством. Здесь рассматриваются кубатурные формулы, множество узлов которых имеет наиболее простую структуру — решетчатую; решетка узлов таких кубатурных формул зависит от некоторого параметра к. Такие серии строятся для заданной размерности п ^ 3 области интегрирования, причем число узлов fc-й кубатурной формулы из серии стремятся сделать по возможности меньшим, но при этом не потерять соответствующее тригонометрическое (і(^)-свойство. Впрочем, само понятие «по возможности меньшее число узлов» допускает различные толкования, наиболее распространенным из которых является «асимптотически наименьшее». Третье направление появилось буквально в последние годы и характеризуется построением решетчатых кубатурных формул фиксированной тригонометрической степени точности d, но при произвольном значении размерности п.

В одномерном случае задача построения кубатурных формул наивысшей тригонометрической степени точности изучена полностью (см., например, хорошо известную монографию В. И. Крылова). В двумерном случае также можно говорить о почти завершенном исследовании в рамках первых двух направлений (см. работы М. В. Носкова, И П. Мысовских, R. Cools, I. Н. Sloan, а также автора). Однако при п ^ 3 имевшиеся результаты не были столь внушительными, что и привлекло автора к занятию данной проблематикой, прежде всего при п = 3ип = 4. В указанных размерностях требовалось, по крайней мере, предложить эффективную методику построения кубатурных формул со

С Петербург

сколь угодно большим тригонометрическим (і-свойством и приемлемым числом узлов (составление таблиц таких кубатурных формул обычно осуществлялось в результате многозатратного компьютерного поиска). Стало актуальным привлечение новых методов исследования, прежде всего теоретико-числового характера, и совершенствование уже имеющихся методик (например, хорошо известного в алгебраическом случае метода воспроизводящего ядра).

Цель работы. Построение и изучение кубатурных формул, обладающих тригонометрическим eJ-свойством и имеющих при этом минимально возможное или близкое к нему число узлов

Методика исследования. В диссертации использовались методы линейной алгебры, теории чисел (геометрия чисел, теория алгебраических чисел и теория диофантовых приближений), функционального анализа, теории кубатурных формул. Для проведения громоздких символьных вычислений применялись системы компьютерной алгебры MAPLE и PARI/GP.

Научная новизна. Все основные результаты диссертации являются новыми и получены автором лично Основные результаты диссертации состоят в следующем.

  1. В двумерном случае для произвольного нечетного d дано описание всех кубатурных формул с тригонометрическим d-свойством, имеющих минимально возможное число узлов.

  2. Построены наилучшие по числу узлов серии решетчатых кубатурных формул с тригонометрическим гі(А;)-свойством для трехмерного случая.

  3. Найдена экстремальная решетка для гипероктаэдра в К4 и уточнена оценка его критического определителя. В четырехмерном случае построены серии решетчатых кубатурных формул с тригонометрическим й(А:)-свойством, имеющие высокий коэффициент эффективности

  4. Предложена простая методика построения в n-мерном случае серий решетчатых кубатурных формул ранга 1 с тригонометрическим й(&)-свойством и высоким коэффициентом эффективности На основе этой методики дан пример серии решетчатых кубатурных формул ранга 1 с коэффициентом эффективности 4п-1/п.

Теоретическая и практическая ценность. Полученные в диссертации результаты существенно развивают теорию кубатурных формул для периодических функций. Результаты теоретического характера можно использовать в университетских курсах по вычислительной математике. Отдельные результа-

ты имеют значение в прикладном аспекте (например, результаты, относящиеся к дискретному преобразованию Фурье, расширяют диапазон возможных схем его практической реализации).

Апробация работы. Результаты диссертации докладывались на

Международных семинарах-совещаниях «Кубатурные формулы и их приложения» (Красноярск, 1995 г, 1999 г. и 2003 г; Улан-Удэ, 1997 г; Уфа, 2001 г.);

Сибирских конгрессах по индустриальной и прикладной математике (Новосибирск, 1996 г., 1998 г. и 2000 г.);

Международной конференции «Комплексный анализ, дифференциальные уравнения и смежные вопросы» (Уфа, 2000 г.);

семинарах в ИВМ РАН (Москва), МГУ им. М.В. Ломоносова (Москва), ИМВЦ УНЦ УрО РАН (Уфа), ИВМ и МГ СО РАН (Новосибирск), ИМ СО РАН им. С. Л. Соболева (Новосибирск), ИВМ СО РАН (Красноярск), КрасГУ (Красноярск), КГТУ (Красноярск).

Часть результатов получена автором в ходе работ по проектам Российского фонда фундаментальных исследований (коды проектов 99-01-00765, 03-01-00703 и 04-01-00823).

Публикации. По теме диссертации опубликовано свыше 30 работ, наиболее значительные из которых приведены ниже. В работах [3], [8], [10], [12], [16] вклад соавторов одинаков, а работах [4], (18] основные результаты принадлежат автору.

Структура и объем диссертации. Диссертационная работа состоит из введения, трех глав и списка литературы, содержащего 130 наименований. Объем диссертации — 192 страницы.

Нижняя граница для числа узлов кубатурных формул с тригонометрическим -свойством

Это почти на четверть больше, чем 16 — именно такой коэффициент эффективности имеют серии из работы [61] (последние были получены полуэмпирическими методами, кратко охарактеризованными нами выше). Этот результат мы также относим к основным во второй главе.

Теперь скажем несколько слов о результатах последней, третьей главы диссертации. В ней речь идет об оценке нормы функционала погрешности простейших решетчатых кубатурных формул в классах периодических функций с доминирующей производной. Следует отметить, что основные результаты этой главы — теоремы 3.1 и 3.2 — в другой форме были ранее получены соответственно Фроловым (см. [96], а также [33, гл. 6]) и коллективом соавторов во главе с Добровольским (см. [23]). Однако из-за определенного отличия в постановке задач наш способ доказательства представляется логически более простым и во всяком случае не требует большого количества вспомогательных утверждений технического характера (это относится в первую очередь к теореме 3.2). В принципе, эту главу можно было бы представить как дополнение к диссертации. Тем не менее, учитывая общий в диссертации объект исследования — кубатурные формулы для периодических функций — и преследуя полноту изложения материала, мы предпочли включить ее в основной текст.

Далее для удобства читателя приводится краткое описание содержания диссертации по главам. Первая глава посвящена главным образом исследованию минимальных кубатурных формул с тригонометрическим ( -свойством. Основным методом исследования является метод воспроизводящего ядра.

Первый параграф начинается с определения и общих свойств воспроизводящего ядра произвольного функционального пространства со скалярным произведением. В качестве основных функциональных пространств выступают конечномерные пространства алгебраических или тригонометрических многочленов нескольких переменных. Главное внимание уделяется вопросу об отыскании наиболее простой формы записи воспроизводящих ядер этих пространств, скалярное произведение в которых обычно задано при помощи интеграла с весовой функцией. Типичным примером такой записи в одномерном случае служит хорошо известная формула Кристоффеля — Дарбу.

Во втором параграфе появляется основной объект исследования — куба-турные формулы, обладающие тригонометрическим d-свойством. Ставится задача об описании кубатурных формул с тригонометрическим rf-свойством и минимально возможным числом узлов. Первым шагом в решении этой трудной задачи является почти столь же трудное установление точной нижней границы для числа узлов таких кубатурных формул. Естественным ориентиром здесь может быть нижняя граница Мёллера Na(d).

В третьем параграфе рассматривается задача об описании минимальных кубатурных формул с тригонометрическим -свойством (т.е. таких, у которых число узлов совпадает с нижней границей Мёллера). Наиболее естественным, на наш взгляд, способом решения этой задачи является метод воспроизводящего ядра, позволяющий дать теоретически простые критерии существования минимальных кубатурных формул с тригонометрическим -свойством. Последовательное изложение этого метода и составляет основное содержание параграфа.

В четвертом параграфе приводится основной результат главы — полное описание в двумерном случае всех минимальных кубатурных формул с тригонометрическим (і-свойством для любого нечетного d (теорема 1.11). Это описание получено нами методом воспроизводящего ядра.

Последний, пятый параграф содержит описание (также в двумерном случае) всех минимальных кубатурных формул с тригонометрическим (/-свойством в специальном классе решетчатых кубатурных формул ранга 1, но уже для произвольного d (теорема 1.12). Как и выше, результат достигается применением метода воспроизводящего ядра. Кроме того, в конце параграфа на конкретном примере демонстрируется, как этот метод сделать пригодным и для описания решетчатых кубатурных формул ранга 1 с тригонометрическим d-свойством и числом узлов, близким к нижней границе Мёллера (см. теорему 1.13).

Глава завершается приложением, в которое вынесены доказательства теорем первого параграфа о представлении воспроизводящих ядер конечномерных пространств алгебраических многочленов со скалярным произведением специального вида. Это представление описывается в терминах классических ортогональных многочленов одной переменной (многочленов Гегенбауэра) и может быть использовано при построении методом воспроизводящего ядра кубатурных формул с (алгебраическим) d-свойством для приближенного вычисления интегралов по n-мерному единичному шару с весом (1 — 12)7.

Основным объектом исследования во второй главе являются кубатур-ные формулы с тригонометрическим (і-свойством, расположение узлов которых имеет наиболее простую структуру — решетчатую. Нам представляется естественным применять здесь методы геометрии чисел — раздела теории чисел, изучающего точечные решетки (центральное понятие геометрии чисел) в их связи с геометрическими фигурами. Основными «рабочими» понятиями для нас являются понятие критического определителя и критической (а иногда и просто экстремальной) решетки данной геометрической фигуры. Определение тригонометрического d-свойства содержит в себе намек и на саму эту геометрическую фигуру — ею оказывается гипероктаэдр (crosspolytope), обобщение обычного октаэдра на n-мерный случай.

Первый параграф носит вспомогательный характер и содержит необходимые для дальнейшего определения и факты из теории решетчатых кубатурных формул. Здесь же ставится задача об описании решетчатых кубатурных формул с тригонометрическим d-свойством и минимально возможным числом узлов, а также рассматриваются различные варианты этой задачи.

Второй параграф начинается с критерия, позволяющего определить, обладает ли решетчатая кубатурная формула тригонометрическим uJ-свойством, Этот критерий открывает путь к применению фактов геометрии чисел, оперирующих понятием критического определителя. Решение поставленных задач о решетчатых кубатурных формулах оказывается тесно связанным с решением задачи о вычислении критического определителя гипер октаэдр а. Основным результатом этого параграфа следует считать найденный методом «малых шевелений» пример экстремальной решетки для гипероктаэдра в М4 (теорема 2.2).

В третьем параграфе мы приводим окончательное описание в двумерном случае всех минимальных решетчатых кубатурных формул с тригонометрическим (/-свойством, начатое в пятом параграфе первой главы. Применяемая нами техника приведенных базисов решеток оказывается эффективной не только в рассматриваемой ситуации, но и в чуть более общей — при описании почти минимальных решетчатых кубатурных формул с тригонометрическим (/-свойством. Необходимость в изучении таких кубатурных формул возникает, например, в связи с практической реализацией одного варианта дискретного преобразования Фурье (см. ниже).

О минимальных решетчатых кубатурных формулах с тригонометрическим c-свойством при п = 2

В одномерном случае теоремы 1.5 и 1.6 позволяют дать вполне удовлетворительное решение задачи II (а значит, и задачи I) для достаточно произвольной весовой функции р(х) и любого d. Это решение базируется на применении известной формулы Кристоффеля — Дарбу (см. пример 1.1). Не останавливаясь на деталях, отметим, что для случая неотрицательной весовой функции именно так, по существу, и были получены основные результаты работы [40]. В частности, можно легко показать, что при р(х) = 1 все минимальные квадратурные формулы с тригонометрическим tf-свойством исчерпываются квадратурной формулой из примера 1.5 и теми квадратурными формулами, которые получаются из нее всевозможными сдвигами множества узлов по модулю 1.

Приведем пример, показывающий, что в многомерном случае минимальные кубатурные формулы с тригонометрическим GJ-СВОЙСТВОМ не всегда существуют (даже если весовая функция неотрицательна). Относительно 3 неизвестных точек z — (UJ,VJ) Є TJ (1 j 3). Это следует, например, из того факта, что соответствующий системе полиномиальный идеал содержит одночлены Vy, v\, и. Последнее можно проверить стандартным способом — используя технику базисов Грёбнера (о базисах Грёбпера см., например, [24]).

Далее мы рассмотрим важный частный случай, когда весовая функция р(х) симметрична. Оказывается, в этом случае для решения задачи II при нечетном d вместо общей теоремы 1.6 можно применять значительно более простое и удобное утверждение (см. ниже теорему 1.8). Это обстоятельство связано прежде всего с тем, что у интеграла (1.5) возникает свойство симметрии (1.11). Из него, в частности, вытекает, что при любом s. Тем самым невырожденность скалярного произведения (1.6) на каждом из пространств Т ф zs7k сводится к невырожденности на их общем подпространстве О . Кроме того, для любых 2, ш 6 Т (мы используем комплексные переменные).

В случае симметричной весовой функции важную роль в изучении минимальных кубатурных формул с тригонометрическим -свойством при нечетном d играет следующая

Пусть d = 2&Н-1. Предположим, что весовая функция р{х) симметрична (т.е. удовлетворяет условию (1.10)), а скалярное произведение (1.6) невырожденно на пространстве Т&. Тогда кубатурная сумма любой минимальной кубатурной формулы (1.19) с тригонометрическим (/-СВОЙСТВОМ обязана быть симметричной.

Нам будет удобно полностью перейти к комплексным переменным. Узлы данной минимальной кубатурной формулы (1.19) с тригонометрическим d-свойством обозначим через z (1 j N). Необходимо доказать, что множество узлов кубатурной формулы разбивается на пары взаимно симметричных узлов, а коэффициенты при узлах в каждой такой паре равны. Докажем, например, что существует узел z \ противоположный узлу z \ при ЭТОМ Cj — С.

Минимальные решетчатые кубатурные формулы с тригонометрическим -свойством при 7І — 2

Основным объектом исследования в данной главе являются решетчатые кубатурные формулы, обладающие тригонометрическим -свойством.

Первый параграф носит вспомогательный характер и содержит необходимые определения и факты из теории решетчатых кубатурных формул. Во втором параграфе излагаются дополнительные сведения, относящиеся к геометрии чисел. Приводится пример экстремальной решетки для гипероктаэдра в R4. В третьем параграфе представлено полное описание в двумерном случае всех минимальных решетчатых кубатурных формул с тригонометрическим d- свойством. Четвертый параграф играет ключевую роль. Здесь излагается новый подход к задаче построения серий решетчатых кубатурных формул с тригонометрическим (й)-свойством. Приводятся конкретные результаты его применения в n-мерном случае. В пятом и шестом параграфах предложенная методика построения серий решетчатых кубатурных формул с высоким коэффициентом эффективности реализуется при л = 3ип = 4 соответственно. В седьмом параграфе рассматривается возможность применения кубатурных формул с тригонометрическим -свойством к многомерному дискретному преобразованию Фурье. Всюду в этой главе считаем п 2. В этом параграфе мы приводим необходимые определения и факты из теории решетчатых кубатурных формул (см., например, [125], [115], [126], [117]). Такие кубатурные формулы предназначены для приближенного вычисления интеграла (1.32) и ранее нам уже встречались в частном случае решетчатых кубатурных формул ранга 1 (см. (1.34)). Следует отметить, что в общем виде решетчатые кубатурные формулы впервые были рассмотрены в работе К. К. Фролова [95]. В другой форме, более удобной и канонической для нас, они несколько позже появились в работе [123]. Скалярное произведение векторов х — (хх,..., хп) и у (уь ..., уп) в Жп теперь будем обозначать обычным образом — через (х,у), так что Напомним также следующие обозначения, связанные с произвольным вектором х Є Еп: {х} — вектор, компоненты которого суть дробные части соответствующих компонент вектора х. Величину \\х\\ мы будем называть нормой вектора я, при этом х — его евклидова норма (или длина). Понятие решетчатой кубатурной формулы — центральное в этой главе — опирается на понятие полной решетки в R". Теория таких решеток в необходимом для нас объеме содержится, например, в [28, гл. I] (дополнительно см. [20], [21, гл. I], [85]). Для удобства читателя, а также с целью сделать изложение по возможности более замкнутым, приведем нужные нам сведения о решетках достаточно подробно и сопровождая всеми необходимыми определениями. Начнем с самого определения полной решетки. Пусть {ai,.,., ап} — некоторая система линейно независимых векторов (точек) в Rn. Полной (или n-мерной) решеткой с базисом {ai,..., ап} называется множество Л всех векторов (точек) х Є Мп, предста-вимых в виде линейных комбинаций с целочисленными коэффициентами ms (1 s п). Далее вместо слов «полная решетка» будем писать просто «решетка». Решетку в R" мы условимся задавать при помощи невырожденной квадратной матрицы n-го порядка, считая при этом, что базис решетки составляют столбцы этой матрицы. Очевидно, одна и та же решетка Л может быть задана (или, как еще говорят, порождена) многими матрицами, однако если А — одна из них, то всякая другая матрица А\, задающая решетку Л, будет иметь вид где U — целочисленная матрица n-го порядка, при этом det (/) = 1 или — 1 (такие матрицы далее для краткости будем называть унимодулярными). Это позволяет, в частности, ввести понятие определителя решетки Л: где А — некоторая матрица, задающая решетку Л. Геометрически det (Л) —-это объем фундаментального параллелепипеда П решетки Л, натянутого на ее базисные векторы: Простейшим примером решетки в Еп является решетка Ло всех точек с целочисленными координатами: Эта решетка порождена матрицей Е — единичной матрицей n-го порядка и имеет базис, состоящий из единичных векторов (здесь и далее под единичным вектором понимается вектор, у которого все компоненты равны нулю, за исключением одной, равной единице). Пусть Л — решетка, заданная матрицей А, ц — невырожденное линейное преобразование пространства Rn, заданное в базисе из единичных векторов матрицей F. Легко видеть, что образ

Оценка нормы функционала погрешности решетчатых кубатурных формул на пространствах Wq(A)

Отметим, что для минимальных и почти минимальных решетчатых кубатур-ных формул с тригонометрическим -свойством предельное значение коэффициента эффективности является максимально возможным и равно 2.

Изучение минимальных решетчатых кубатурных формул с тригонометрическим -свойством обусловлено, во-первых, тем, что такие кубатурные формулы являются аналогом точных сферических дизайнов [103], [104] (вместо сферы в R" рассматривается n-мерный тор в Е2п — декартово произведение п окружностей) и, во-вторых, возможностью их применения к дискретному преобразованию Фурье [29], в частности, к задачам обработки изображений [112]. Заметим, что в варианте дискретного преобразования Фурье, предложенном в [29], можно использовать решетчатые кубатурные формулы с тригонометрическим d-свойством и любым, не обязательно минимальным числом узлов. Небольшое увеличение числа узлов N (в случае почти минимальных кубатурных формул), с одной стороны, практически не скажется на числе операций; с другой стороны, это может существенно изменить тип факторизации числа N и тем самым расширить выбор в применении стандартных схем быстрого преобразования Фурье (см. [9]).

При построение для фиксированного d некоторой решетчатой куба-турной формулы с тригонометрическим d-свойством, имеющей «не слишком большое» и даже минимально возможное число узлов, опирается на теоретически простые алгоритмы (пример такого алгоритма мы привели выше). Однако практическая реализация этих алгоритмов, как уже отмечалось, требует значительных вычислительных ресурсов. Наибольшее продвижение в этом направлении достигнуто в работе [108], где при п = 3 и п = 4 составлены таблицы так называемых К(п, -оптимальных решетчатых кубатурных формул с тригонометрическим d-свойством, охватывающие несколько первых десятков значений d. Весьма вероятно, что указанные в этих таблицах решетчатые кубатурные формулы в действительности являются наилучшими по числу узлов, т.е. доставляют решение задачи Ші.

Но с увеличением п или d вычислительные трудности стремительно растут и получение решетчатых кубатурных формул с требуемым тригонометрическим d-свойством и как можно меньшим числом узлов становится чрезвычайно трудоемкой процедурой. Так, алгоритм отыскания К(п, е)-оптимальных решетчатых кубатурных формул с тригонометрическим d-свойством, предложенный в [108], требует полного перебора приблизительно [d-\- 1)п матриц В, задающих дуальную решетку Л-1, а это при п Зи сколько-нибудь больших d вряд ли осуществимо в ближайшее время (см. по этому поводу [129]). Это вынуждает ограничиться перебором лишь матриц какого-нибудь специального вида, число которых уже будет приемлемым (см., например, [107], [118], где перебору подвергаются матрицы В с циклическим или антициклическим расположением элементов). Между тем для ряда вычислительных задач (например, для реализации некоторых вариантов дискретного преобразования Фурье) требуются решетчатые кубатурные формулы с достаточно большим тригонометрическим rf-свойством, при этом желательно, чтобы решетка узлов была в некотором смысле «одномерной», т.е. решетчатая ку-батурная формула имела ранг 1 (см. [29], [112]).

Один из способов получения кубатурных формул сколь угодно высокой тригонометрической степени точности состоит в конструировании так называемых серий решетчатых кубатурных формул ранга 1 с тригонометрическим й"(&)-свойством, где d(k) линейно зависит от к — параметра серии (см. ниже п. А). При п = 3 примеры таких серий были найдены экспериментальным путем (см. [54], [76]). Для отыскания серий при п — 4 была применена специальная методика, предложенная М. В. Носковым (примеры серий при п = 4 см. в [61]). Методика построения серий подробно описана в [60]. Отличительной особенностью этой методики является использование только сг-цикл и ческой формы записи (2.4) решетчатых кубатурных формул ранга 1.

При п 5 процедура построения серий решетчатых кубатурных формул ранга 1 на основе упомянутой методики становится весьма трудоемкой и вряд ли оправданной, так как приводит к сериям с относительно небольшим коэффициентом эффективности (см. [87], где приведены примеры полученных таким способом серий при п = 5). Преодолеть возникающие вычислительные трудности и, что самое главное, качественно улучшить имеющиеся результаты можно за счет нового подхода в построении серий решетчатых кубатурных формул (уже не обязательно ранга 1), который опирается на каноническую форму записи (2.1). Этот подход не только является более естественным, но и оказывается более эффективным на практике.

Далее (см. п. Б) мы излагаем новый метод, впервые предложенный нами в [69]. Он позволяет на основе одной уже имеющейся «базовой» решетчатой кубатурной формулы с тригонометрическим а -свойством сравнительно легко (т.е. без больших вычислительных затрат) построить серию решетчатых кубатурных формул с тригонометрическим с(&)-свойством, где