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Als Padé-Approximation bezeichnet man die gebrochen
rationale Funktion
deren Taylor-Entwicklung um mit der Potenzreihe von f bis
einschließlich der
-ten Potenz übereinstimmt. Im Gegensatz zur
Taylor-Reihenentwicklung lassen sich für die Padé-Approximationen
keine allgemeingültigen Konvergenzregeln für
(Restgliedabschätzung) angeben.
O.B.d.A. kann man
annehmen, andernfalls dividiert man
Zähler und Nenner durch
.
Je nach Wahl von N und M kann man verschiedene
Padé-Approximationen konstruieren, die die Funktion bis zur
-ten Potenz approximieren.
Nach Vorgabe von N und M bestimmt man die Padé-Approximation
wie folgt:
Aus der Bedingung, daß die Funktion
bis zur
Ordnung
approximieren soll, erhält man zwei Gleichungssysteme
zur Bestimmung der Koeffizienten
und
:
Dabei soll gelten, daß für
.
Mit lautet die erste Gleichung in Matrixform:
Daraus lassen sich (z.B. durch Elimination nach Gauß)
die Koeffizienten bestimmen. Aus
der zweiten Gleichung erhält man dann die Koeffizienten
:
Die beiden letzten Gleichungen bezeichnet man als
Padé-Gleichungen. Mit der Kenntnis der Entwicklungskoeffizienten
und
ist
vollständig bestimmt.
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