Approximating the matrix exponential, sine and cosine via the spectral method

  • سال انتشار: 1402
  • محل انتشار: مجله آنالیز غیر خطی و کاربردها، دوره: 14، شماره: 1
  • کد COI اختصاصی: JR_IJNAA-14-1_226
  • زبان مقاله: انگلیسی
  • تعداد مشاهده: 188
دانلود فایل این مقاله

نویسندگان

Arezo Shakeri

Department of Mathematics and Physics, Faculty of Science and Technology, University of Stavanger, Stavanger, Rogaland, Norway

Mahmoud Behroozifar

Department of Mathematics, Faculty of Science, Babol Noshirvani University of Technology, Babol, Mazandaran, Iran

چکیده

This article is arranged to introduce three different algorithms for computing the matrix exponential, cosine and sine functions At for ۰\leq t \leq b,  for all b \in \mathbb{R^+}. To achieve this purpose, we deal with the spectral method based on Bernstein polynomials. Bernstein polynomials are briefly introduced and utilized to approximate the functions. The operational matrix of integration of Bernstein polynomials is stated and employed to reduce the dynamic systems to the linear algebraic systems. It is required to solve n  linear algebraic systems for evaluating the matrix functions. By presenting the CPU time, it is displayed that the methods require a low amount of running time. Also, error analysis is discussed in detail. The outstanding point of this method is that the approximate exponential, cosine and sine matrix  At_۰,  for all t_۰\in[۰, L]  can be obtained with only one execution of the algorithm. These three different algorithms have common parts that can be used to practically reduce the computational volume. Some examples are provided to show the high performance of the methods.

کلیدواژه ها

Matrix exponential function, Matrix cosine function, Matrix sine function, Spectral method, Operational matrix of integration, Bernstein polynomial

اطلاعات بیشتر در مورد COI

COI مخفف عبارت CIVILICA Object Identifier به معنی شناسه سیویلیکا برای اسناد است. COI کدی است که مطابق محل انتشار، به مقالات کنفرانسها و ژورنالهای داخل کشور به هنگام نمایه سازی بر روی پایگاه استنادی سیویلیکا اختصاص می یابد.

کد COI به مفهوم کد ملی اسناد نمایه شده در سیویلیکا است و کدی یکتا و ثابت است و به همین دلیل همواره قابلیت استناد و پیگیری دارد.