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        幾個-預不變凸函數(shù)的分數(shù)階積分不等式及在數(shù)值積分中的應(yīng)用

        2022-06-02 08:14:34孫文兵謝文平
        浙江大學學報(理學版) 2022年3期

        孫文兵,謝文平

        (邵陽學院 理學院,湖南 邵陽 422000)

        孫文兵,謝文平

        (邵陽學院 理學院,湖南 邵陽 422000)

        構(gòu)造了一個帶參數(shù)的Riemann-Liouville分數(shù)階積分恒等式,得到幾個關(guān)于-預不變凸函數(shù)的帶參數(shù)的分數(shù)階積分不等式。當參數(shù)取特殊值時,分別得到了“中點型”“梯形型”和“Simpson型”積分不等式。利用構(gòu)建的不等式得到了幾個經(jīng)典數(shù)值積分的誤差估計式。

        -預不變凸函數(shù);Hermite-Hadamard 型不等式;Simpson型不等式;Riemann-Liouville分數(shù)階積分;誤差估計

        0 引言

        具有某種凸性的函數(shù)往往具備一些良好的性質(zhì),因此凸函數(shù)在工程、經(jīng)濟等領(lǐng)域應(yīng)用廣泛。不少著名不等式的建立或改進也與函數(shù)凸性有關(guān),如Hermite-Hadamard積分不等式、Simpson積分不等式等。

        定理1(Hermite-Hadamard積分不等式) 設(shè)為凸函數(shù),若且,則有

        長期以來,學者對Hermite-Hadamard和Simpson積分不等式進行了不斷推廣和改進,一是從函數(shù)凸性角度,因為實際問題中函數(shù)難以滿足經(jīng)典凸性的條件,但可滿足某種廣義凸性,因此通過推廣凸函數(shù)的定義對不等式進行改進具有一定實際意義,如文獻[1-6];二是從引入?yún)?shù)角度,通過改變參數(shù)調(diào)整不等式,使不等式具有更廣的適用性,如文獻[7]。近年來,這幾類不等式被推廣至分數(shù)階積分領(lǐng)域,如Riemann-Liouville分數(shù)階[8]、共形分數(shù)階[9-10]、局部分數(shù)階[11-13]等。筆者基于上述不等式改進思想,對具有-預不變凸性[14]的函數(shù)構(gòu)建了幾個帶參數(shù)的Riemann-Liouville分數(shù)階積分不等式。當參數(shù)取特殊值時,可得到“中點型”“梯形型”和“Simpson型”等特殊形式的積分不等式,利用構(gòu)建的不等式還得到了幾個經(jīng)典數(shù)值積分的誤差估計式。

        1 預備知識

        2 主要結(jié)果及證明

        證明 對等式右邊部分分別進行分部積分,得到

        同理

        式(2)加式(3),可得式(1)。

        證明 由引理1及模的性質(zhì),可得

        由式(5)和式(6),計算可得式(4)。

        定理3得證。

        其中,

        定理4得證。

        證明 對引理1的不等式兩邊取模,利用H?lder不等式以及為-預不變凸函數(shù),可得

        定理5得證。

        3 在數(shù)值積分中的應(yīng)用

        所以

        命題1得證。

        所以

        命題2得證。

        所以

        命題3得證。

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        SUN W B. Hadamard-type inequalities for products of (h,m)-convex functions and their applications[J]. Journal of University of Chinese Academy of Sciences, 2018,35(2): 145-153. DOI:10. 7523/j. issn.2095-6134.2018.02.001

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        Some fractional integrals inequalities for-preinvex functions and applications to numerical integration

        SUN Wenbing, XIE Wenping

        (School of Science,Shaoyang University,Shaoyang422000,Hunan Province,China)

        An identity with parameters is constructed via Riemann-Liouville fractional integrals. With that, we derive some fractional integrals inequalities with parameters for-preinvex functions. The quot;midpoint typequot;, quot;trapezoidal typequot; and quot;Simpson typequot; integral inequalities are obtained respectively when the parameters are given special values. Finally, the error estimates of numerical integration are proposed to illustrate the applications of the results.

        -preinvex functions; Hermite-Hadamard type inequalities; Simpson type inequalities; Riemann-Liouville fractional integrals; error estimation

        O 178

        A

        1008?9497(2022)03?308?08

        10.3785/j.issn.1008-9497.2022.03.007

        2021?03?22.

        湖南省教育廳重點項目(21A0472);湖南省自然科學基金資助項目(2020JJ4554);湖南省普通高等學校教學改革研究項目(湘教通〔2019〕291號(787)).

        孫文兵(1978—),ORCID:https://orcid.org/0000-0002-5673-4519,男,碩士,副教授,主要從事解析不等式研究,E-mail:swb0520@163.com.

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