<?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">10.22405/2226-8383-2025-26-1-131-141</article-id><article-id custom-type="elpub" pub-id-type="custom">cheb-1938</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>О связи между второй разделенной разностью и второй производной в задаче экстремальной интерполяции в среднем</article-title><trans-title-group xml:lang="en"><trans-title>On the relationship between the second divided difference and the second derivative in the problem of extremal interpolation in the mean</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>Шевалдин</surname><given-names>Валерий Трифонович</given-names></name><name name-style="western" xml:lang="en"><surname>Shevaldin</surname><given-names>Valerii Trifonovich</given-names></name></name-alternatives><bio xml:lang="ru"><p>доктор физико-математических наук</p></bio><bio xml:lang="en"><p>doctor of physical and mathematical sciences</p></bio><email xlink:type="simple">valerii.shevaldin@imm.uran.ru</email><xref ref-type="aff" rid="aff-1"/></contrib></contrib-group><aff-alternatives id="aff-1"><aff xml:lang="ru"><institution>Институт математики и механики им. Н. Н. Красовского УрО РАН</institution><country>Россия</country></aff><aff xml:lang="en"><institution>Krasovskii Institute of Mathematics and Mechanics, Ural Branch of the Russian Academy of Sciences</institution><country>Russian Federation</country></aff></aff-alternatives><pub-date pub-type="collection"><year>2025</year></pub-date><pub-date pub-type="epub"><day>22</day><month>06</month><year>2025</year></pub-date><volume>26</volume><issue>1</issue><fpage>131</fpage><lpage>141</lpage><permissions><copyright-statement>Copyright &amp;#x00A9; Шевалдин В.Т., 2025</copyright-statement><copyright-year>2025</copyright-year><copyright-holder xml:lang="ru">Шевалдин В.Т.</copyright-holder><copyright-holder xml:lang="en">Shevaldin V.T.</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/1938">https://www.chebsbornik.ru/jour/article/view/1938</self-uri><abstract><p>В работе на произвольной сетке Δ = {𝑥𝑘}∞𝑘=−∞ числовой оси сформулирована общая задача экстремальной функциональной интерполяции в среднем действительных функций, имеющих на оси почти всюду производную 𝑛-го порядка. Требуется найти наименьшее значение нормы этой производной в пространстве 𝐿∞ для функций 𝑓, интерполирующих в среднем (с интервалами усреднения длины 2ℎ) любую заданную последовательность𝑦 = {𝑦𝑘}∞𝑘 =−∞ действительных чисел, для класса последовательностей 𝑌 , у которых все разделенные разности 𝑛-го порядка на такой сетке узлов ограничены сверху. В даннойработе задача решается в случае 𝑛 = 2. Для величины второй производной в терминах шагов ℎ𝑘 = 𝑥𝑘+1 − 𝑥𝑘 сетки Δ получены оценки сверху и снизу, если выполнено неравенство 2ℎ ⩽ ℎ = inf𝑘 ℎ𝑘. Работа является продолжением исследований Ю.Н. Субботина,автора и С. И.Новикова в известной задаче Яненко—Стечкина экстремальной функциональной интерполяции, поставленной в начале 60-х годов прошлого века для равномерной сетки узлов.</p></abstract><trans-abstract xml:lang="en"><p>In the paper, the general problem of extremal functional interpolation in the mean for real functions that have derivative of order 𝑛 almost everywhere is formulated on an arbitrary partition Δ = {𝑥𝑘}∞𝑘=−∞ of the real axis. It is required to find the smallest value of the 𝐿∞-norm of the 𝑛-derivative among functions that interpolate in the mean (with averaging intervals of length 2ℎ) any sequence of real numbers 𝑦 = {𝑦𝑘}∞𝑘 =−∞ from a class 𝑌 of sequences whose divided differences of order 𝑛 are bounded from above on such a grid. In this paper, the problem is considered in the case of 𝑛 = 2. We give the above and below estimates for the 𝐿∞-norm of the second derivative in terms of grid steps ℎ𝑘 = 𝑥𝑘+1−𝑥𝑘 provided that 2ℎ ⩽ ℎ = inf𝑘 ℎ𝑘. Theobtained results are developments is research of Yu. N. Subbotin, the author and S. I. Novikov in the well-known Yanenko—Stechkin problem of extremal functional interpolation. This problem was put in the early 60-s years of the last century for the case of the uniform grid.</p></trans-abstract><kwd-group xml:lang="ru"><kwd>интерполяция в среднем</kwd><kwd>производная</kwd><kwd>разделенная разность</kwd><kwd>ось</kwd><kwd>произвольная сетка узлов</kwd><kwd>сплайн.</kwd></kwd-group><kwd-group xml:lang="en"><kwd>interpolation in the mean</kwd><kwd>derivative</kwd><kwd>divided difference</kwd><kwd>axis</kwd><kwd>grid of nodes</kwd><kwd>spline.</kwd></kwd-group><funding-group><funding-statement xml:lang="ru">Работа выполнена в рамках исследований, проводимых в Уральском математическом центре при финан- совой поддержке Министерства науки и высшего образования Российской Федерации (номер соглашения 075- 02-2023-913).</funding-statement></funding-group></article-meta></front><back><ref-list><title>References</title><ref id="cit1"><label>1</label><citation-alternatives><mixed-citation xml:lang="ru">Субботин Ю.Н. О связи между конечными разностями и соответствующими производными // Труды МИАН СССР. 1965. Т. 78. С. 24–42.</mixed-citation><mixed-citation xml:lang="en">Subbotin Yu. N. “On the connection between finite differences and corresponding derivatives”, Proc. Steklov Inst. Math., 1965, vol. 78, pp. 24–42 (in Russian).</mixed-citation></citation-alternatives></ref><ref id="cit2"><label>2</label><citation-alternatives><mixed-citation xml:lang="ru">Субботин Ю.Н. Функциональная интерполяция в среднем с наименьшей 𝑛-й производной // Труды МИАН СССР. 1967. Т. 88. С. 30–60.</mixed-citation><mixed-citation xml:lang="en">Subbotin Yu. N. “Functional interpolation in the mean with smallest 𝑛-derivative”, Proc. Steklov Inst. Math., 1967, vol. 88, pp. 31–63.</mixed-citation></citation-alternatives></ref><ref id="cit3"><label>3</label><citation-alternatives><mixed-citation xml:lang="ru">Субботин Ю.Н. Экстремальные задачи функциональной интерполяции и интерполяционные в среднем сплайны // Труды МИАН СССР. 1975. Т. 138. С. 118–173.</mixed-citation><mixed-citation xml:lang="en">Subbotin Yu. N. “Extremal problem of functional interpolation, and mean interpolation splines”, Proc. Steklov Inst. Math., 1977, vol. 138, pp. 127–185.</mixed-citation></citation-alternatives></ref><ref id="cit4"><label>4</label><citation-alternatives><mixed-citation xml:lang="ru">Субботин Ю.Н. Экстремальная функциональная интерполяция в среднем с наименьшим значением 𝑛-й производной при больших интервалах усреднения // Матем. заметки. 1996. Т. 59, № 1. С. 114–132. doi: 10.4213/mzm1699 .</mixed-citation><mixed-citation xml:lang="en">Subbotin Yu. N. “Extremal functional interpolation in the mean with least value of thenth derivative for large averaging intervals”, Math. Notes, 1996, vol. 59, no. 1, pp. 83–96. doi: 10.1007/BF02312469 .</mixed-citation></citation-alternatives></ref><ref id="cit5"><label>5</label><citation-alternatives><mixed-citation xml:lang="ru">Субботин Ю.Н. Экстремальная в 𝐿𝑝 интерполяция в среднем при пересекающихся интервалах усреднения // Известия РАН. Серия математическая. 1997. Т. 61, № 1. С. 177–198. doi: 10.4213/im110 .</mixed-citation><mixed-citation xml:lang="en">Subbotin Yu. N. “Extremal 𝐿𝑝 interpolation in the mean with intersecting averaging intervals”, Izv. Math., 1997, vol. 61, no. 1, pp. 183–205. doi: 10.1070/im1997v061n01ABEH000110 .</mixed-citation></citation-alternatives></ref><ref id="cit6"><label>6</label><citation-alternatives><mixed-citation xml:lang="ru">Субботин Ю.Н., Новиков С. И., Шевалдин В.Т. Экстремальная функциональная интерполяция и сплайны // Тр. Ин-та математики и механики УрО РАН. 2018. Т. 24, № 3. С. 200–225. doi: 10.21538/0134-4889-2018-24-3-200-225 .</mixed-citation><mixed-citation xml:lang="en">Subbotin Yu. N., Novikov S. I., Shevaldin V. T. “Extremal function interpolation and splines”, Trudy Instituta Matematiki i Mekhaniki UrO RAN, 2018, vol. 24, no. 3, pp. 200–225. doi: 10.21538/0134-4889-2018-24-3-200-225 (in Russian).</mixed-citation></citation-alternatives></ref><ref id="cit7"><label>7</label><citation-alternatives><mixed-citation xml:lang="ru">Favard J. Sur interpolation // J. Math. Pures Appl. 1940. Vol. 19, no. 9. P. 281–306.</mixed-citation><mixed-citation xml:lang="en">Favard J. “Sur interpolation”, J. Math. Pures Appl., 1940, vol. 19, no. 9, pp. 281–306. 8. de Boor C. “How small can one make the derivatives of an interpolating function?” J. Approx. Theory, 1975, vol. 13, no. 2, pp. 105–116.</mixed-citation></citation-alternatives></ref><ref id="cit8"><label>8</label><citation-alternatives><mixed-citation xml:lang="ru">de Boor C. How small can one make the derivatives of an interpolating function? // J. Approx. Theory, 1975. Vol. 13, no. 2. P. 105–116.</mixed-citation><mixed-citation xml:lang="en">de Boor C. “A smooth and local interpolant with small 𝑘-th derivative”, Numerical solutions of boundary value problems for ordinary differential equations. N.-Y: Acad. Press, 1975, pp. 177–197.</mixed-citation></citation-alternatives></ref><ref id="cit9"><label>9</label><citation-alternatives><mixed-citation xml:lang="ru">de Boor C. A smooth and local interpolant with small 𝑘-th derivative. Numerical solutions of boundary value problems for ordinary differential equations. N.-Y: Acad. Press. 1975. P. 177–197.</mixed-citation><mixed-citation xml:lang="en">Kunkle Th. “Favard’s interpolation problem in one or more variables”, Constructive Approx., 2002, vol. 18, no. 4, pp. 467–478. doi: 10.1007/s00365-001-0015-7 .</mixed-citation></citation-alternatives></ref><ref id="cit10"><label>10</label><citation-alternatives><mixed-citation xml:lang="ru">Kunkle Th. Favard’s interpolation problem in one or more variables // Constructive Approxim. 2002. Vol. 18, no. 4. P. 467–478. doi: 10.1007/s00365-001-0015-7 .</mixed-citation><mixed-citation xml:lang="en">Novikov S. I., Shevaldin V. T. “On the connection between the second divided difference and the second derivative”, Trudy Instituta Matematiki i Mekhaniki UrO RAN, 2020, vol. 26, no. 2, pp. 216–224. doi: 10.21538/0134-4889-2020-26-2-216-224 (in Russian).</mixed-citation></citation-alternatives></ref><ref id="cit11"><label>11</label><citation-alternatives><mixed-citation xml:lang="ru">Новиков С. И., Шевалдин В.Т. О связи между второй разделенной разностью и второй производной // Тр. Ин-та математики и механики УрО РАН. 2020. Т. 26, № 2. С. 216–224. doi: 10.21538/0134-4889-2020-26-2-216-224 .</mixed-citation><mixed-citation xml:lang="en">Novikov S. I., Shevaldin V. T. “Extremal interpolation on the semiaxis with the smallest norm of the third derivative”, Trudy Instituta Matematiki i Mekhaniki UrO RAN, 2020, vol. 26, no. 4, pp. 210–223. doi: 10.21538/0134-4889-2020-26-4-210-223 (in Russian).</mixed-citation></citation-alternatives></ref><ref id="cit12"><label>12</label><citation-alternatives><mixed-citation xml:lang="ru">Новиков С. И., Шевалдин В.Т. Экстремальная интерполяция на полуоси с наименьшим значением нормы третьей производной // Тр. Ин-та математики и механики УрО РАН. 2020. Т. 26, № 4. С. 210–223. doi: 10.21538/0134-4889-2020-26-4-210-223 .</mixed-citation><mixed-citation xml:lang="en">Shevaldin V. T. “Extremal interpolation with the least value of the norm of the second derivative in 𝐿𝑝(R)”, Izvestiya: Mathematics, 2022, vol. 86, no. 1, pp. 203–219. doi: 10.1070/IM9125 .</mixed-citation></citation-alternatives></ref><ref id="cit13"><label>13</label><citation-alternatives><mixed-citation xml:lang="ru">Шевалдин В.Т. Экстремальная интерполяция с наименьшим значением нормы второй производной в пространстве 𝐿𝑝(R) // Известия РАН. Серия математическая. 2022. Т. 86, № 1. С. 219–236. doi: https://doi.org/10.4213/im9125 .</mixed-citation><mixed-citation xml:lang="en">Volkov Yu. S. “A remark on the connection between the second divided difference and the second derivative”, Trudy Instituta Matematiki i Mekhaniki UrO RAN, 2021, vol. 27, no. 1, pp. 19–21. doi: 10.21538/0134-4889-2021-27-1-19-21 (in Russian).</mixed-citation></citation-alternatives></ref><ref id="cit14"><label>14</label><citation-alternatives><mixed-citation xml:lang="ru">Волков Ю.С. Замечание о связи между второй разделенной разностью и второй производной // Тр. Ин-та математики и механики УрО РАН. 2021. Т. 27, № 1. С. 19–21. doi:10.21538/0134-4889-2021-27-1-19-21 .</mixed-citation><mixed-citation xml:lang="en">Shevaldin V. T. “Some problems of extremal interpolation in the mean for linear differential operators”, Proc. Steklov Inst. Math., 1985, vol. 164, pp. 233–273.</mixed-citation></citation-alternatives></ref><ref id="cit15"><label>15</label><citation-alternatives><mixed-citation xml:lang="ru">Шевалдин В.Т. Некоторые задачи экстремальной интерполяции в среднем для линейных дифференциальных операторов // Тр. МИАН СССР. 1983. Т. 164. С. 203–240.</mixed-citation><mixed-citation xml:lang="en">Shevaldin V. T. “Extremal interpolation in the mean with overlapping averaging intervals and ℒ-splines”, Izv. Math., 1998, vol. 62, no. 4, pp. 201–224. doi: 10.4213/im193 .</mixed-citation></citation-alternatives></ref><ref id="cit16"><label>16</label><citation-alternatives><mixed-citation xml:lang="ru">Шевалдин В.Т. Экстремальная интерполяция в среднем при перекрывающихся интервалах усреднения и ℒ-сплайны // Изв. РАН. Сер. матем. 1998. Т. 62, № 4. С. 201–224. doi: 10.4213/im193 .</mixed-citation><mixed-citation xml:lang="en">Shevaldin V. T. “Extremal interpolation in the mean with overlapping averaging intervals and the smallest norm of a linear differential operator”, Trudy Instituta Matematiki i Mekhaniki UrO RAN, 2023, vol. 29, no. 1, pp. 219–232. doi: 10.21538/0134-4889-2023-29-1-219-232 (in Russian).</mixed-citation></citation-alternatives></ref><ref id="cit17"><label>17</label><citation-alternatives><mixed-citation xml:lang="ru">Шевалдин В.Т. Экстремальная интерполяция в среднем при перекрывающихся интервалах усреднения с наименьшим значением нормы линейного дифференциального оператора // Тр. Ин-та математики и механики УрО РАН. 2023. Т. 29, № 1. С. 219–232. doi: 10.21538/0134-4889-2023-29-1-219-232 .</mixed-citation><mixed-citation xml:lang="en">Шевалдин В.Т. Экстремальная интерполяция в среднем при перекрывающихся интервалах усреднения с наименьшим значением нормы линейного дифференциального оператора // Тр. Ин-та математики и механики УрО РАН. 2023. Т. 29, № 1. С. 219–232. doi: 10.21538/0134-4889-2023-29-1-219-232 .</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>
