<?xml version="1.0" encoding="UTF-8"?>
<!DOCTYPE article PUBLIC "-//NLM//DTD JATS (Z39.96) Journal Publishing DTD v1.3 20210610//EN" "JATS-journalpublishing1-3.dtd">
<article article-type="research-article" dtd-version="1.3" xmlns:mml="http://www.w3.org/1998/Math/MathML" xmlns:xlink="http://www.w3.org/1999/xlink" xmlns:xsi="http://www.w3.org/2001/XMLSchema-instance" xml:lang="ru"><front><journal-meta><journal-id journal-id-type="publisher-id">cheb</journal-id><journal-title-group><journal-title xml:lang="ru">Чебышевский сборник</journal-title><trans-title-group xml:lang="en"><trans-title>Chebyshevskii Sbornik</trans-title></trans-title-group></journal-title-group><issn pub-type="ppub">2226-8383</issn><publisher><publisher-name>Tula State Lev Tolstoy  Pedagogical University</publisher-name></publisher></journal-meta><article-meta><article-id pub-id-type="doi">10.22405/2226-8383-2024-25-4-106-119</article-id><article-id custom-type="elpub" pub-id-type="custom">cheb-1850</article-id><article-categories><subj-group subj-group-type="heading"><subject>Research Article</subject></subj-group><subj-group subj-group-type="section-heading" xml:lang="ru"><subject>Статьи</subject></subj-group><subj-group subj-group-type="section-heading" xml:lang="en"><subject>Article</subject></subj-group></article-categories><title-group><article-title>Чебышевская аппроксимация в коэффициентной обратной задаче для алгебраического многочлена с предписанным младшим коэффициентом</article-title><trans-title-group xml:lang="en"><trans-title>Chebyshev approximation in the coefficient inverse problem for an algebraic polynomial with a prescribed lowest coefficient</trans-title></trans-title-group></title-group><contrib-group><contrib contrib-type="author" corresp="yes"><name-alternatives><name name-style="eastern" xml:lang="ru"><surname>Локтионов</surname><given-names>Аскольд Петрович</given-names></name><name name-style="western" xml:lang="en"><surname>Loktionov</surname><given-names>Askold Petrovich</given-names></name></name-alternatives><bio xml:lang="ru"><p>доктор технических наук</p></bio><bio xml:lang="en"><p>doctor of technical sciences</p></bio><email xlink:type="simple">loapa@mail.ru</email><xref ref-type="aff" rid="aff-1"/></contrib><contrib contrib-type="author" corresp="yes"><name-alternatives><name name-style="eastern" xml:lang="ru"><surname>Емельянов</surname><given-names>Сергей Геннадьевич</given-names></name><name name-style="western" xml:lang="en"><surname>Emelyanov</surname><given-names>Sergey Gennadievich</given-names></name></name-alternatives><bio xml:lang="ru"><p>доктор технических наук, профессор</p></bio><bio xml:lang="en"><p>doctor of technical sciences, professor</p></bio><email xlink:type="simple">rector@swsu.ru</email><xref ref-type="aff" rid="aff-1"/></contrib></contrib-group><aff-alternatives id="aff-1"><aff xml:lang="ru"><institution>Юго-Западный государственный университет</institution><country>Россия</country></aff><aff xml:lang="en"><institution>Southwest State University</institution><country>Russian Federation</country></aff></aff-alternatives><pub-date pub-type="collection"><year>2024</year></pub-date><pub-date pub-type="epub"><day>20</day><month>01</month><year>2025</year></pub-date><volume>25</volume><issue>4</issue><fpage>106</fpage><lpage>119</lpage><permissions><copyright-statement>Copyright &amp;#x00A9; Локтионов А.П., Емельянов С.Г., 2025</copyright-statement><copyright-year>2025</copyright-year><copyright-holder xml:lang="ru">Локтионов А.П., Емельянов С.Г.</copyright-holder><copyright-holder xml:lang="en">Loktionov A.P., Emelyanov S.G.</copyright-holder><license xml:lang="ru" license-type="creative-commons-attribution" xlink:href="https://creativecommons.org/licenses/by/4.0/" xlink:type="simple"><license-p>Данная работа распространяется под лицензией Creative Commons Attribution 4.0.</license-p></license><license xml:lang="en" license-type="creative-commons-attribution" xlink:href="https://creativecommons.org/licenses/by/4.0/" xlink:type="simple"><license-p>This work is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 License.</license-p></license></permissions><self-uri xlink:href="https://www.chebsbornik.ru/jour/article/view/1850">https://www.chebsbornik.ru/jour/article/view/1850</self-uri><abstract><p>В статье посредством специально сконструированных узлов сетки аппроксимации определяется класс многочленов 𝐿𝑛(𝑧, 𝑢) степени 𝑛 ⩾ 1, наименее уклоняющихся от нуля на отрезке – −1 ⩽ 𝑢 ⩽ 1, равных нулю при 𝑢 = −1. Для многочленов 𝐿𝑛(𝑧, 𝑢): описана связьс многочленами Чебышева первого рода; изучен 𝑛-точечный альтернанс; найдены экстремумы; получены точные выражения корней и координат точек максимума и минимума; выведена формула старшего коэффициента; найден отрезок, где многочлен монотонно возрастает и стремится к +∞ при 𝑢 → +∞. Приведены конкретные примеры альтернанса второго, третьего и четвертого порядка. Мы рассматриваем алгебраические многочленыстепени 𝑛 с действительными коэффициентами. При обработке входных данных использована равномерная непрерывная норма абсолютной погрешности. Исследовано влияние погрешности входных данных на качество аппроксимации в коэффициентной обратной задаче для алгебраического многочлена с предписанным младшим коэффициентом. В задаче минимизации влияния погрешности входных данных целевая функция описана в виде абсолютного числа обусловленности задачи, равного значению функции Лебега. На графическом материале показано увеличение численного значения абсолютного числа обусловленности задачи при отклонении координат узлов сетки аппроксимации от оптимальных.Для минимизации влияния погрешности входных данных на точность вычисления коэффициентов исследуемого алгебраического многочлена специально сконструированорасположение узлов сетки аппроксимации. При чебышевской аппроксимации получена связь узлов с точками альтернанса многочленов 𝐿𝑛(𝑧, 𝑢) линейной функцией.</p></abstract><trans-abstract xml:lang="en"><p>In the article, by means of specially designed approximation grid nodes, the class of polynomials 𝐿𝑛(𝑧, 𝑢) of degree 𝑛 ⩾ 1 is determined, which deviate least from zero on the interval −1 ⩽ 𝑢 ⩽ 1, equal to zero at 𝑢 = −1. For polynomials 𝐿𝑛(𝑧, 𝑢) a connection with Chebyshev polynomials of the first kind is described; the 𝑛-point Chebyshev alternance was studied; extrema are found; exact expressions for the roots and coordinates of the maximum and minimum points are obtained; the formula of the senior coefficient is derived; a segmentis found where the polynomial increases monotonically and tends to +∞ as 𝑢 → +∞. Specific examples of the Chebyshev alternance of the second, third and fourth order are given.We consider algebraic polynomials of degree n with real coefficients. When processing the input data, a uniform continuous rate of absolute error was used. The influence of input data error on the quality of approximation in the coefficient inverse problem for an algebraic polynomial with a prescribed lowest coefficient is studied. In the problem of minimizing the influence of the input data error, the objective function is described as an absolute condition number of the problem, equal to the value of the Lebesgue function. The graphical material shows the level of increase in the numerical value of the absolute condition number of the problem when the coordinates of the approximation grid nodes deviate from the optimal ones.To minimize the influence of the input data error on the accuracy of calculating the coefficients of the studied algebraic polynomial, the location of the nodes of the approximation grid was specially designed. With the Chebyshev approximation, the connection of the nodes with the alternance points of the polynomials 𝐿𝑛(𝑧, 𝑢) by a linear function is obtained.</p></trans-abstract><kwd-group xml:lang="ru"><kwd>коэффициентная обратная задача</kwd><kwd>обработка данных</kwd><kwd>алгебраический многочлен</kwd><kwd>многочлены Чебышева</kwd><kwd>чебышевская аппроксимация.</kwd></kwd-group><kwd-group xml:lang="en"><kwd>coefficient inverse problem</kwd><kwd>data processing</kwd><kwd>algebraic polynomial</kwd><kwd>Chebyshev polynomials</kwd><kwd>Chebyshev approximation.</kwd></kwd-group></article-meta></front><back><ref-list><title>References</title><ref id="cit1"><label>1</label><citation-alternatives><mixed-citation xml:lang="ru">Bakushinsky A. B., Kokurin M. M., Kokurin M. Yu. Regularization Algorithms for Ill-Posed Problems. Inverse and Ill-Posed Problems Series, 61. De Gruyter; Boston, USA, 2018.</mixed-citation><mixed-citation xml:lang="en">Bakushinsky, A. B., Kokurin, M. M. &amp; Kokurin, M.Yu. 2018, Regulariz,tion Algorithms for Ill-Posed Problems. Inverse and Ill-Posed Problems Series, 61, De Gruyter, Boston, USA.</mixed-citation></citation-alternatives></ref><ref id="cit2"><label>2</label><citation-alternatives><mixed-citation xml:lang="ru">Ватульян А. О., Плотников Д. К. Обратные коэффициентные задачи в механике // Вестник Пермского национального исследовательского политехнического университета. Механика. 2019. №3. С. 37-47. DOI: 10.15593/perm.mech/2019.3.04.</mixed-citation><mixed-citation xml:lang="en">Vatulyan, A. O., Plotnikov, D. K. 2019, “Inverse coefficient problems in mechanics”, Vestnik Permskogo nacional‘nogo issledovatel‘skogo politexnicheskogo universiteta. Mexanika (PNRPU MECHANICS BULLETIN), no. 3, pp. 37-47. doi: 10.15593/perm.mech/2019.3.04.</mixed-citation></citation-alternatives></ref><ref id="cit3"><label>3</label><citation-alternatives><mixed-citation xml:lang="ru">Самарский А.А, Вабищевич П.Н. Численные методы решения обратных задач математической физики, М.: Изд-во ЛКИ, 2009. 480 с.</mixed-citation><mixed-citation xml:lang="en">Samarskii, A .A, Vabishevich, P .N. 2009, “Numerical methods for solving inverse problems of mathematical physics”, ”, Izd. LKI, Moscow, 480 p.</mixed-citation></citation-alternatives></ref><ref id="cit4"><label>4</label><citation-alternatives><mixed-citation xml:lang="ru">Добровольский Н. Н., Ларин Н. В., Скобельцын С. А., Толоконников Л. А. О решениях обратных задач дифракции звуковых волн // Чебышевcкий сборник. 2019. Т. 20. Вып. 3. С. 220–245. DOI 10.22405/2226-8383-2019-20-3-220-245</mixed-citation><mixed-citation xml:lang="en">Dobrovol’skii, N. N., Larin, N. V., Skobel’tsyn, S. A. &amp; Tolokonnikov L. A. 2019, “About solutions of inverse problems sound waves diffraction”, Chebyshevskii sbornik, vol. 20, no. 3, pp. 220-245. doi: 10.22405/2226-8383-2019-20-3-220-245</mixed-citation></citation-alternatives></ref><ref id="cit5"><label>5</label><citation-alternatives><mixed-citation xml:lang="ru">Cheney E.W., Kincaid D.R. Numerical Mathematics and Computing. Thomson Brooks/Cole; Belmont, California, USA, 2013.</mixed-citation><mixed-citation xml:lang="en">Cheney, E. W., Kincaid, D. R. 2013, “Numerical Mathematics and Computing”, Thomson Brooks/Cole, Belmont, California, USA.</mixed-citation></citation-alternatives></ref><ref id="cit6"><label>6</label><citation-alternatives><mixed-citation xml:lang="ru">Горелик В. А., Золотова Т. В. Полный метод чебышевской интерполяции в задаче построения линейной регрессии // Чебышевcкий сборник. 2022. Т. 23. Вып. 4. С. 52–63. DOI 10.22405/2226-8383-2022-23-4-52-63</mixed-citation><mixed-citation xml:lang="en">Gorelik, V. A., Zolotova, T. V. 2020, “Method of parametric correction in data transformation and approximation problems”, Lecture Notes in Computer Science (LNCS). Vol. 12422. P.122-133. doi: 10.22405/2226-8383-2022-23-4-52-63</mixed-citation></citation-alternatives></ref><ref id="cit7"><label>7</label><citation-alternatives><mixed-citation xml:lang="ru">Турчак Л. И., Плотников П. В. Основы численных методов, М.: Физматлит, 2005. 304 с.</mixed-citation><mixed-citation xml:lang="en">Turchak, L. I., Plotnikov, P. V. 2005, “Fundamentals of Numerical Methods”, Fizmatlit, Moscow, 304 p.</mixed-citation></citation-alternatives></ref><ref id="cit8"><label>8</label><citation-alternatives><mixed-citation xml:lang="ru">Денисов А. М. Введение в теорию обратных задач, М.: Изд-во МГУ, 1994. 208 с.</mixed-citation><mixed-citation xml:lang="en">Denisov, A. M. 1994, “Introduction to the theory of inverse problems”, Izd-vo MGU, Moscow, 208 p.</mixed-citation></citation-alternatives></ref><ref id="cit9"><label>9</label><citation-alternatives><mixed-citation xml:lang="ru">Бернштейн С.Н. Об ограничениях значений многочлена 𝑃𝑛(𝑥) степени 𝑛 на всем отрезке по его значениям в 𝑛+1 точках отрезка. Собр.соч. 2. М.: Изд-во АН СССР, 1954, с.107-126.</mixed-citation><mixed-citation xml:lang="en">Bernshtejn, S. N. 1954, “On the restrictions on the values of the polynomial 𝑃𝑛(𝑥), squeeze 𝑛 on the entire segment by its values at 𝑛 + 1 points of the segment”, // In: Bernshtejn, S.N. Sobr.soch., 2. [Bernshtejn, S.N. Collected works, 2], Izdat. Akad. Nauk SSSR, Moscow, 107-126. p.</mixed-citation></citation-alternatives></ref><ref id="cit10"><label>10</label><citation-alternatives><mixed-citation xml:lang="ru">Бабенко К. И. Основы численного анализа, М.; Ижевск : НИЦ «Регулярная и хаотическая динамика», 2002. 848 с.</mixed-citation><mixed-citation xml:lang="en">Babenko, K. I. 2002, “Fundamentals of Numerical Analysis”, NiTs Regul. Khaot. Dinamika, Moscow, Izhevsk, 848 p.</mixed-citation></citation-alternatives></ref><ref id="cit11"><label>11</label><citation-alternatives><mixed-citation xml:lang="ru">Вержбицкий В.М. Основы численных методов, М ; Берлин : Директ-Медиа, 2021. 850 с.</mixed-citation><mixed-citation xml:lang="en">Verzhbickij, V. M. 2021, “Fundamentals of numerical methods”, Direkt-Media, Moscow, Berlin, 850 p.</mixed-citation></citation-alternatives></ref><ref id="cit12"><label>12</label><citation-alternatives><mixed-citation xml:lang="ru">Loktionov A. P. Regularization of the lattice time function of the signal in the communication channel // Telecommunications and Radio Engineering. 2013. Vol. 72, № 2, p. 161-171. DOI:10.1615/TelecomRadEng.v72.i2.70.</mixed-citation><mixed-citation xml:lang="en">Loktionov, A. P. 2013, “Regularization of the lattice time function of the signal in the communication channel”, Telecommunications and Radio Engineering, vol. 72, no. 2, pp. 161-171. doi: 10.1615/TelecomRadEng.v72.i2.70.</mixed-citation></citation-alternatives></ref><ref id="cit13"><label>13</label><citation-alternatives><mixed-citation xml:lang="ru">Локтионов А. П. Чебышёвский альтернанс при аппроксимации начальных условий обратной задачи Коши // Известия Юго-Западного государственного университета. 2021. Т. 25(3). С. 86-102. https://doi.org/10.21869/2223-1560-2021-25-3-86-102.</mixed-citation><mixed-citation xml:lang="en">Loktionov, A. P. 2021, “Chebyshev Alternance when Approximating Initial Conditions of the Inverse Cauchy Problem”, Izvestiya Yugo-Zapadnogo gosudarstvennogo universiteta(Proceedings of the Southwest State University). vol. 25(3), pp. 86-102. https://doi.org/ 10.21869/2223-1560-2021-25-3-86-102.</mixed-citation></citation-alternatives></ref><ref id="cit14"><label>14</label><citation-alternatives><mixed-citation xml:lang="ru">Золотарев Е.И. Приложение эллиптических функций к вопросам о функциях, наименее и наиболее отклоняющихся от нуля. В: Золотарев Е.И. Собр.соч. Выпуск второй. Л.: Изд-во АН СССР; 1932. С. 1-59.</mixed-citation><mixed-citation xml:lang="en">Zolotarev, E.I. 1932, “Application of elliptic functions to questions about functions deviating least and most from zero”, Zolotarev E.I., Sobr.soch., Vypusk 2. [Zolotarev E.I., Collected works, Issue 2], Izdat. Akad. Nauk SSSR; Leningrad, pp. 1-59.</mixed-citation></citation-alternatives></ref><ref id="cit15"><label>15</label><citation-alternatives><mixed-citation xml:lang="ru">Агафонова И. В., Малоземов В. Н. Экстремальные полиномы, связанные с полиномами Золотарёва // Доклады Академии наук. 2016. Т. 5. Вып. 467. С. 255–256. DOI: 10.7868/S0869565216090036.</mixed-citation><mixed-citation xml:lang="en">Agafonova, I. V., Malozemov, V. N. 2016, “Extremal polynomials connected with Zolotarev polynomials”, Doklady Akademii nauk (Dokl. Akad. Nauk). vol. 467(5), pp.255-256. doi: 10.7868/S0869565216090036.</mixed-citation></citation-alternatives></ref><ref id="cit16"><label>16</label><citation-alternatives><mixed-citation xml:lang="ru">Малоземов В.Н. Что даёт информация об альтернансе? В: Малозёмов В.Н. Избранные лекции по экстремальным задачам. Часть вторая. СПб.: Изд-во ВВМ, 2017. C. 259-267.</mixed-citation><mixed-citation xml:lang="en">Malozemov, V. N. 2017, “What does information about alternance give?”, Malozemov V.N. Selected lectures on extremal problems. Part two. [Selected lectures on extremal problems. Part two]. Izd-vo VVM, St. Petersburg, pp. 259-267.</mixed-citation></citation-alternatives></ref><ref id="cit17"><label>17</label><citation-alternatives><mixed-citation xml:lang="ru">Малоземов В.Н., Тамасян Г.Ш. Этюд на тему полиномиальной фильтровой задачи (𝑛 = 3). В: Малозёмов В.Н. Избранные лекции по экстремальным задачам. Часть вторая. СПб.: Изд-во ВВМ, 2017. C. 305-315.</mixed-citation><mixed-citation xml:lang="en">Malozemov, V. N., Tamasyan, G. Sh. 2017, “Etude on the theme of the polynomial filter problem (𝑛 = 3)”, Malozemov V.N. Selected lectures on extremal problems. Part two. [Selected lectures on extremal problems. Part two] Izd-vo VVM, St. Petersburg, pp. 305-315.</mixed-citation></citation-alternatives></ref><ref id="cit18"><label>18</label><citation-alternatives><mixed-citation xml:lang="ru">Прасолов В.В. Многочлены, М : МЦНМО, 2003. 336 с.</mixed-citation><mixed-citation xml:lang="en">Prasolov, V. V. 2004, “Polynomials”, Springer-Verlag, Berlin, 316 p.</mixed-citation></citation-alternatives></ref><ref id="cit19"><label>19</label><citation-alternatives><mixed-citation xml:lang="ru">Агафонова И. В., Малоземов В. Н. Экстремальные полиномы, связанные с полиномами Золотарёва // Вестник Санкт-Петербургского университета. Математика. Механика. Астрономия. 2020. Т. 65(7). Вып. 1. С. 3-14.</mixed-citation><mixed-citation xml:lang="en">Agafonova, I. V., Malozemov, V. N. 2020, “Extremal polynomials connected with Zolotarev polynomials”, Vestnik Sankt-Peterburgskogo universiteta. Matematika. Mekhanika. Astronomiya (Vestnik of Saint Petersburg University. Mathematics. Mechanics. Astronomy). Vol. 7 (65), issue 1, pp. 3-14.</mixed-citation></citation-alternatives></ref><ref id="cit20"><label>20</label><citation-alternatives><mixed-citation xml:lang="ru">Соловьев С. Ю. Об одном классе множителей многочленов Чебышева // Чебышевcкий сборник. 2021. Т. 22. Вып. 4. С. 241–252. DOI 10.22405/2226-8383-2021-22-4-241-252</mixed-citation><mixed-citation xml:lang="en">Soloviev, S. Y. 2021, “On a class of factors of the Chebyshev polynomials”, Chebyshevskii sbornik, Vol. 22, № 4, pp. 241-252. doi: 10.22405/2226-8383-2021-22-4-241-252.</mixed-citation></citation-alternatives></ref></ref-list><fn-group><fn fn-type="conflict"><p>The authors declare that there are no conflicts of interest present.</p></fn></fn-group></back></article>
