Bernoulli's discrete periodic functions | Prikladnaya Diskretnaya Matematika - Applied Discrete Mathematics. 2019. № 43. DOI: 10.17223/20710410/43/2

This paper is a survey of known and some new properties of the discrete periodic Bernoulli functions bn(j ) of order n introduced by V. N. Malozemov and viewed as elements x = x(0)x(1) . . . x(N - 1) ∈ C0N ⊂ CN with the normalization condition N-10 x(k) = 0. It is proved that the operator ∆ : C0N → C0N where ∆[x] = y = k=0 = y(0)y(1) . . . y(N - 1), y(k) = x(k + 1) - x(k), is a bijection and ∆[bn] = bn-1. Moreover, according to Malozemov's result, the set of the discrete periodic Bernoulli functions is an infinite cyclic group relative to the cyclic convolution x * y(s) = N-1 = x(j)y(s - j) with a neutral element b0, and bn * bm = bn+m. It is proved j=0 that either the set of N - 1 cyclic shifts xk→(j) = x(j - k) of any discrete periodic Bernoulli function or the set {bm, bm+1, . . .,bm+N-2} yields a basis of the space C0N. ∞ The generating function bntn of a sequence of discrete periodic Bernoulli functions n=0 N-1 is calculated. Formulas sin2m(πk∕N), m ∈ Z, for calculating the sums of even de- k=1 grees of sinuses at equidistant nodes of a circle are found by means of these functions and the discrete Fourier transform. It has been established that a cyclic shift by 1 and the multiplication by -N transform these functions of positive order into special polynomials Pn(k), which were introduced by Bespalov and Korobov and have become popular as the Korobov polynomials of the first kind in the form Kn(x) = n!Pn(x). We have calculated the Korobov numbers Kn = -n! ∙ N ∙ bn(1) up to K13 and the Korobov polynomials up to K7(x) for any array size (parameter) N.
Download file
Counter downloads: 297
  • Title Bernoulli's discrete periodic functions
  • Headline Bernoulli's discrete periodic functions
  • Publesher Tomask State UniversityTomsk State University
  • Issue Prikladnaya Diskretnaya Matematika - Applied Discrete Mathematics 43
  • Date:
  • DOI 10.17223/20710410/43/2
Keywords
дискретное преобразование Фурье, циклическая свертка, конечная разность, производящая функция, числа и многочлены Коробова, discrete Fourier transform, cyclic convolution, finite difference, generating function, Korobov numbers and Korobov polynomials
Authors
References
Бер М. Г., Малоземов В. Н. Наилучшие формулы для приближенного вычисления дискретного преобразования Фурье // Ж. вычислит. матем. и матем. физики. 1992. Т. 32. №11. С. 1709-1719
Избранные главы дискретного гармонического анализа и геометрического моделирования. Ч. 2 / под ред. В. Н. Малоземова. СПб.: Изд-во ВВМ, 2014. 605 c
Малоземов В. Н., Машарский С. М. Основы дискретного гармонического анализа. СПб.: Лань, 2012. 304с
Малоземов В. Н., Певный А. Б. Дискретные периодические сплайны и их вычислительные применения // Ж. вычислит. матем. и матем. физики. 1998. Т. 38. №8. С. 1235-1246
Беспалов М. С. Представление для сумм четных отрицательных степеней синусов в равноотстоящих узлах // Изв. вузов. Математика. 1996. Т. 8 (411). С. 6-12
Коробов Н. М. Специальные полиномы и их приложения // Диофантовы приближения. Математические записки. 1996. Т. 2. С. 77-89
Устинов А. В. О формулах суммирования и интерполяции // Чебышевский сб. 2001. Т. 1. №1. С. 52-71
Устинов А. В. Полиномы Коробова и теневой анализ // Чебышевский сб. 2003. Т. 4. №4(8). С. 137-152
Хорн Р., Джонсон Ч. Матричный анализ. М.: Мир, 1989. 655 с
Трахтман А. М., Трахтман В. А. Основы теории дискретных сигналов на конечных интервалах. М.: Сов. радио, 1975. 208 с
Комбинаторный анализ. Задачи и упражнения / под ред. К. А. Рыбникова. М.: Наука, 1982. 368 с
Беспалов М. С. О производящих функциях для некоторых тригонометрических сумм // Научные исследования института - техническому и культурному прогрессу. Материалы XXV научн. конф. ВПИ. Ч. 1. Владимир: ВПИ, 1990. С. 40
Гузев М. А., Устинов А. В. Механические характеристики модели молекулярной динамики и полиномы Коробова // Дальневост. матем. журн. 2016. Т. 16. №2. С. 39-43
Беспалов М. С. Тригонометрические суммы для задач молекулярной динамики // Междунар. конф. по матем. теории управления и механике. Тез. докл. Суздаль, 7-11 июля 2017. Владимир: ООО «Аркаим», 2017. С. 36-37
Беспалов М. С., Панина Н. А. Программа вычисления точного значения сумм четных отрицательных степеней синусов в равноотстоящих узлах окружности. Зарегистрированная программа для ЭВМ. Свидетельство о гос. регистрации программ для ЭВМ №2011616549 от 22 августа 2011 г
Долгий Д. В., Ким Д. С., Ким Т. О полиномах Коробова первого рода // Матем. сб. 2017. Т. 206. № 1. С. 65-79
Roman S. M. and Rota G.-C. The umbral calculus // Adv. Math. 1978. V. 27. P. 95-188
 Bernoulli's discrete periodic functions | Prikladnaya Diskretnaya Matematika - Applied Discrete Mathematics. 2019. № 43. DOI: 10.17223/20710410/43/2
Bernoulli's discrete periodic functions | Prikladnaya Diskretnaya Matematika - Applied Discrete Mathematics. 2019. № 43. DOI: 10.17223/20710410/43/2
Download full-text version
Counter downloads: 347