q-BASKAKOV-KANTOROVICH OPERATÖRLERİNİN İSTATİSTİKSEL YAKLAŞIM ÖZELLİKLERİ Bağdagül KARTAL YÜKSEK LİSANS TEZİ MATEMATİK ANABİLİM DALI GAZİ ÜNİVERSİTESİ FEN BİLİMLERİ ENSTİTÜSÜ HAZİRAN 2014 Bağdagül KARTAL tarafından hazırlanan “q-BASKAKOV-KANTOROVICH OPERATÖRLERİNİN İSTATİSTİKSEL YAKLAŞIM ÖZELLİKLERİ” adlı tez çalışması aşağıdaki jüri tarafından OY BİRLİĞİ ile Gazi Üniversitesi Matematik Anabilim Dalında YÜKSEK LİSANS TEZİ olarak kabul edilmiştir. Danışman: Doç. Dr. Hatice Gül İnce İLARSLAN Matematik, Gazi Üniversitesi Bu tezin kapsam ve kalite olarak Yüksek Lisans Tezi olduğunu Onaylıyorum …...……………. Başkan: Prof. Dr. Ahmet Ali ÖÇAL Matematik, Gazi Üniversitesi Bu tezin kapsam ve kalite olarak Yüksek Lisans Tezi olduğunu Onaylıyorum ………………… Üye: Prof. Dr. Gülen BAŞCANBAZ TUNCA Matematik, Ankara Üniversitesi Bu tezin kapsam ve kalite olarak Yüksek Lisans Tezi olduğunu Onaylıyorum …………………. Tez Savunma Tarihi: 16/6/2014 Jüri tarafından kabul edilen bu tezin Yüksek Lisans Tezi olması için gerekli şartları yerine getirdiğini onaylıyorum. …………………………… Prof. Dr. Şeref SAĞIROĞLU Fen Bilimleri Enstitüsü Müdürü ETİK BEYAN Gazi Üniversitesi Fen Bilimleri Enstitüsü Tez Yazım Kurallarına uygun olarak hazırladığım bu tez çalışmasında; Tez içinde sunduğum verileri, bilgileri ve dokümanları akademik ve etik kurallar çerçevesinde elde ettiğimi, Tüm bilgi, belge, değerlendirme ve sonuçları bilimsel etik ve ahlak kurallarına uygun olarak sunduğumu, Tez çalışmasında yararlandığım eserlerin tümüne uygun atıfta bulunarak kaynak gösterdiğimi, Kullanılan verilerde herhangi bir değişiklik yapmadığımı, Bu tezde sunduğum çalışmanın özgün olduğunu, bildirir, aksi bir durumda aleyhime doğabilecek tüm hak kayıplarını kabullendiğimi beyan ederim. ……………………… Bağdagül KARTAL 16/6/2014 iv q-BASKAKOV-KANTOROVICH OPERATÖRLERİNİN İSTATİSTİKSEL YAKLAŞIM ÖZELLİKLERİ (Yüksek Lisans Tezi) Bağdagül KARTAL GAZİ ÜNİVERSİTESİ FEN BİLİMLERİ ENSTİTÜSÜ Haziran 2014 ÖZET Bohman-Korovkin teoremi yaklaşımlar teorisinde önemli bir yere sahiptir. Bu teorem kullanılarak birçok lineer pozitif operatörün yaklaşım özellikleri incelenmiştir. Diğer yandan istatistiksel yakınsaklık kavramı kullanılarak Bohman-Korovkin tipli teoremler elde edilmiştir. Bu teoremler yardımıyla da lineer pozitif operatörlerin farklı yaklaşım özellikleri çalışılmıştır. Bu tezde, ilk olarak q-analiz konusunun temel özelliklerine yer verilmiştir. Daha sonra Gupta ve Radu tarafından tanımlanan q-Baskakov-Kantorovich operatörleri verilmiştir. q-Baskakov-Kantorovich operatörlerinin önce Bohman-Korovkin tipli teorem yardımıyla kompakt bir küme üzerinde yakınsaklığı daha sonra da ağırlıklı uzaylarda istatistiksel yakınsaklığı incelenmiştir. Operatörlerin Bohman-Korovkin teoremi yardımıyla düzgün yakınsaklığının gösterilebilmesi için gerekli şartlar belirtilmiştir. Ayrıca ağırlıklı süreklilik modülü yardımıyla bu operatörler için yakınsama hızı elde edilmiştir. Bunun yanında Mahmudov tarafından tanımlanan q-Baskakov-Kantorovich operatörlerinin yeni bir genellemesi için de benzer sonuçlar elde edilerek pozitif olan bu operatörlerin daha avantajlı olduğu görülmüştür. Son olarak operatörler için bazı özel durumlar verilmiştir. Bilim Kodu Anahtar Kelimeler Sayfa Adedi Danışman : 204.1.095 : q-tamsayıları, q-Baskakov operatörleri, q-Baskakov-Kantorovich operatörleri, ağırlıklı uzay, ağırlıklı uzayın süreklilik modülü : 73 : Doç. Dr. Hatice Gül İNCE İLARSLAN v STATISTICAL APPROXIMATION PROPERTIES OF q-BASKAKOVKANTOROVICH OPERATORS (M.Sc. Thesis) Bağdagül KARTAL GAZİ UNIVERSITY GRADUATE SCHOOL OF NATURAL AND APPLIED SCIENCE June 2014 ABSTRACT Bohman-Korovkin theorem has an important role in the approximation theory. The approximation properties of many linear positive operators have been investigated by using this theorem. On the other hand, Bohman-Korovkin type theorems have been obtained by statistical convergence. With these theorems, different approximation properties of linear positive operators have been studied. In this thesis, firstly, basic properties of q-calculus have been given. Later, q-Baskakov-Kantorovich operators which introduced by Gupta and Radu have been given. At first the convergence of q-Baskakov-Kantorovich operators on a compact set has been examined by using Bohman-Korovkin type theorem. Secondly, statistical convergence of these operators has been studied on the weighted space. Necessary conditions have been mentioned for uniform convergence of operators by Bohman-Korovkin theorem. Also the rates of statistical approximation for these operators have been obtained via modulus of smoothness. Besides, the same results have been given for the different generalizations of q-Baskakov-Kantorovich operators which introduced by Mahmudov and it was seen that these operators have more advantage. Finally, some special cases have been given for operators. Science Code Key Words Page Number Supervisor : 204.1.095 : q-integers, q-Baskakov operators, q-Baskakov-Kantorovich operators, weighted space, weighted modulus of smoothness : 73 : Assoc. Prof. Dr. Hatice Gül İNCE İLARSLAN vi TEŞEKKÜR Bu tez konusunu bana vererek çalışmalarımın her aşamasında yakın ilgisini esirgemeyen, değerli yardımları ile beni yönlendiren hocam, Sayın Doç. Dr. Hatice Gül İNCE İLARSLAN’a en içten saygı ve teşekkürlerimi sunarım. Çalışmalarım boyunca beni destekleyen aileme ve arkadaşlarıma teşekkür ederim. Bu tez çalışması TÜBİTAK tarafından desteklenmiştir. TÜBİTAK’a en içten teşekkürlerimi sunarım. vii İÇİNDEKİLER Sayfa ÖZET…………………………………………………………………………………. iv ABSTRACT ………………………………………………………………………….. v TEŞEKKÜR ………………………………………………………………………….. vi İÇİNDEKİLER ………………………………………………………………………. vii SİMGELER VE KISALTMALAR ………………………………………………….. ix 1. GİRİŞ …………………………………………………………………………….. 1 2. TEMEL KAVRAMLAR ……………………………………………………... 3 2.1. q-Tamsayıları …………………………………………………………………. 3 2.2. q-Türev ……………………………………………………………………….. 4 2.3. q- İntegral ……………………………………………………………………... 8 2.4. Lineer Pozitif Operatörler …………………………………………………….. 9 2.5. İstatistiksel Yakınsaklık ………………………………………………………. 12 2.6. A-İstatistiksel Yakınsaklık ……………………………………………………. 14 2.7. Ağırlıklı Uzay ………………………………………………………………… 18 2.8. Ağırlıklı Süreklilik Modülü …………………………………………………… 19 3. q-BASKAKOV-KANTOROVICH OPERATÖRLERİNİN İSTATİSTİKSEL YAKLAŞIM ÖZELLİKLERİ ………………………. 21 3.1. q-Baskakov Operatörleri ……………………………………………………… 21 3.2. q-Baskakov-Kantorovich Operatörleri ……………………………………….. 25 3.3. q-Baskakov-Kantorovich Operatörlerinin Ağırlıklı İstatistiksel YaklaşımÖzellikleri……………………………………………………………... 29 3.4. q-Baskakov-Kantorovich Operatörlerinin Yakınsama Hızı ……………………. 37 4. q-BASKAKOV-KANTOROVICH OPERATÖRLERİNİN YENİ BİR GENELLEMESİNİN İSTATİSTİKSEL YAKLAŞIM ÖZELLİKLERİ 47 4.1. Operatörlerin İnşası …………………………………………………………… 47 4.2. q-Baskakov Operatörlerinin Yeni Bir Genellemesi …………………………… 47 viii 4.3. q-Baskakov-Kantorovich Operatörlerinin Yeni Bir Genellemesi ……………… 51 4.4. q-Baskakov-Kantorovich Operatörlerinin Yeni Bir Genellemesinin Ağırlıklı İstatistiksel Yaklaşım Özellikleri ……………………………………………… 56 4.5. q-Baskakov-Kantorovich Operatörlerinin Yeni Bir Genellemesinin Yakınsama Hızı……………………………………………………………………………… 57 5. BAZI ÖZEL DURUMLAR …………………………………………………… 63 5.1. q-Szász-Mirakjan ve q-Szász-Mirakjan-Kantorovich Operatörleri …………….. 63 5.2. q-Baskakov ve q-Baskakov-Kantorovich Operatörleri ………………………… 64 5.3. q-Szász-Mirakjan-Schurer ve q-Szász-Mirakjan-Schurer-Kantorovich Operatörleri ……………………………………………………………………… 64 6. SONUÇ VE ÖNERİLER ………………………………………………………. 67 KAYNAKLAR ……………………………………………………………………….. 69 ÖZGEÇMİŞ …………………………………………………………………………… 73 ix SİMGELER VE KISALTMALAR Bu çalışmada kullanılmış simgeler, açıklamaları ile birlikte aşağıda sunulmuştur. Simgeler Açıklama Doğal sayılar kümesi 0 0 Reel sayılar kümesi Negatif olmayan reel sayılar kümesi Ln n olmak üzere operatör dizisi C a, b a, b da tanımlı reel değerli sürekli fonksiyonlar uzayı C1 Cesâro matrisi (K ) K kümesinin yoğunluğu A(K ) K kümesinin A-yoğunluğu ( x) Ağırlık fonksiyonu ( x ) ( x) 1 x 2 şeklinde tanımlı ağırlık fonksiyonu m ( x ) m ( x) 1 x m B ( ) x için f ( x) M f ( x) olan fonksiyonlar uzayı C ( ) şeklinde tanımlı ağırlık fonksiyonu B ( ) uzayındaki sürekli fonksiyonların uzayı x Simgeler . ( f , ) Açıklama C () ve B ( ) uzaylarında . sup x . ile tanımlı norm ( x) f nin B ( ) uzayında tanımlı süreklilik modülü 1 1. GİRİŞ We erstrass kapalı b r [a,b] aralığında sürekl olan fonks yonlara düzgün yakınsayan pol nomların varlığını gösterm şt r[1]. Bu varlık teorem nden sonra Bernste n bu pol nomların göster m n de vererek We erstrass teorem n [0,1] aralığında tekrar spatlamıştır[2]. Bohman[3] ve Korovk n[4], Bernste n operatörler nden yola çıkarak, l neer poz t f operatörler n sürekl fonks yonlara düzgün yakınsaması le lg l çok öneml b r teorem verm şlerd r. Bu teorem sayes nde b rçok yen l neer poz t f operatörün yaklaşım özell kler ncelenm şt r. Bernste n operatörler tanımlandıktan sonra bu operatörün çeş tl genellemeler ele alınmıştır. Bu genellemelerden b r kısmı q-anal z teor s ne dayanır. Bernste n operatörler n n q-genellemes lk defa Lupaş tarafından ele alınmıştır[5]. Son 20 yıldır q-Bernste n operatörler ne olan lg devam etmekted r. Bunun yanısıra qBernste n operatörler n n tanımlanması, d ğer operatörler n de q-genellemeler n n oluşturulmasında öncü olmuştur. 1997 yılında G.Phillips, q-Bernstein polinomlarının bir genellemesini tanımlamıştır[6]. Son on yılda, q-pozitif lineer operatörlerin bazı yeni genellemeleri birçok yazar tarafından tanımlanarak incelenmiştir. q-Meyer-König ve Zeller operatörleri Trif, Doğru ve Duman, Doğru Duman ve Orhan, Doğru ve Gupta tarafından çalışılmıştır[7-10]. Doğru ve Gupta ayrıca q-Bleimann Butzer ve Hahn operatörlerinin monotonluğunu ve asimptotik değerlerini incelemişlerdir[11]. Son zamanlarda q-Durrmeyer ve Kantorovich operatörlerinin genellemeleri Derriennic, Gupta, Radu tarafından incelenmiştir[12-14]. Diğer yandan pozitif lineer operatörlerin istatistiksel yakınsaklığı ilk defa Gadjiev ve Orhan tarafından verilmiştir[15]. Daha sonra bir çok yazar tarafından pozitif lineer operatörlerin istatistiksel yakınsaklığı çalışılmıştır[16-18]. Bu yüksek lisans tezinde Gupta ve Radu tarafından çalışılan q-Baskakov ve q-BaskakovKantorovich operatörleri ile bu operatörlerin Mahmudov tarafından verilen farklı bir genellemesinin ağırlıklı istatistiksel yaklaşım özellikleri incelenmiştir. Daha sonra bu operatörlerin ağırlıklı süreklilik modülü yardımıyla istatistiksel yakınsama hızı verilmiştir. 2 Ayrıca bu operatörlerin istatistiksel yakınsaklığı incelenirken kullanılan Duman ve Orhan tarafından çalışılmıştır. ispatlanan Bohman-Korovkin tipli A-istatistiksel yakınsaklık teoremi 3 2. TEMEL KAVRAMLAR Bu bölümde öncelikle q-analizde kullanılan bazı temel kavramlar ve notasyonlardan bahsedilecektir. Detaylar [19] ve [20] de bulunabilir. Ayrıca daha sonraki bölümlerde kullanılacak bazı tanımlar verilerek, bazı teoremler ifade ve ispat edilecektir. 2.1. q-Tamsayıları Herhangi bir q 0 reel sayısı için n, negatif olmayan bir tamsayı olmak üzere q-tamsayıları n q ile ifade edilecektir. Burada 1 q q 2 .... q n 1 , eğer q 1 ise nq : eğer q 1 ise n, şeklinde tanımlıdır. Genel olarak, t için t q 1 qt , q 1 şeklinde ifade edilir. 1 q q -faktöriyel 1 2 ... nq nq !: q q 1 , eğer n 1, 2,... ise , eğer n 0 ise q -binom katsayısı n q ! n : , 0k n k q k q ! n k q ! şeklinde tanımlıdır. 4 Notasyonlar; n 1 n a b q a q sb , n , a, b (2.1) s 0 1 a q 1 q s a , a (2.2) s0 1 a q t 1 a q 1 q a t , a, t (2.3) q Eş. 2.2 ile ifade edilen sonsuz çarpım q 0,1 için yakınsaktır. Üstel fonksiyonun iki önemli q-analoğu ise Eq ( x ) q k ( k 1) 2 k 0 xk xk , eq ( x ) k q ! k 0 k q ! şeklinde tanımlıdır. q-üstel fonksiyonlar aşağıdaki özellikleri sağlarlar. Dq Eq ( ax ) aEq ( aqx ) , Dq eq ( ax) aeq ( ax) , Eq ( x )eq ( x ) Eq ( x) eq ( x ) 1 2.2. q- Türev Bir f : fonksiyonunun q-türevi ( Dq f )( x) : f (qx) f ( x) , x 0 , ( Dq f )(0) : lim( Dq f )( x) x 0 (q 1) x ve yüksek q -türevleri Dq0 f : f , Dqn f : Dq Dqn1 f , n 1, 2,... şeklinde tanımlıdır. f : diferensiyellenebilir bir fonksiyon olmak üzere lim Dq f ( x) lim q 1 h 0 f ( x h) f ( x ) df ( x) . h dx (2.4) 5 dir. Çarpım kuralının q -analoğu ise Dq f ( x) g ( x) Dq f ( x) g( x) f ( qx) Dq (g( x )) ile tanımlıdır[19]. 2.2.1. Lemma t , s, a olmak üzere t t 1 Dq 1 ax q t q a 1 aqx q s (1 x)sqt 1 x q 1 q s x t 1 x q (2.5) t (2.6) q 1 1 q t x (2.7) t q İspat t f ( x ) 1 ax q olmak üzere q -türev tanımında Dq f ( x ) d q f ( x) dq x t t 1 aqx q 1 ax q q 1 x olur. Eş. 2.1 den t 1 aqx q 1 aqx 1 qaqx ... 1 q t 1aqx 1 aqx 1 aq 2 x ... 1 aq t x ve t 1 ax q 1 ax 1 qax ... 1 q t 1ax olduğundan, 6 Dq (1 aqx)...(1 q f ( x) t 1 ax) (1 aq t x) (1 ax ) (q 1) x (1 aqx)...(1 q t 1 ax) 1 aq t x 1 ax (q 1) x ax ( q t 1) (1 aqx )tq1 ( q 1) x t q a(1 aqx)tq1 olur. Buradan Eş. 2.5 elde edilir. Benzer şekilde Eş. 2.1 kullanılarak aşağıda Eş. 2.6 bulunur. s t 1 x q (1 x )(1 qx )(1 q 2 x )...(1 q s 1 x )(1 q s x )(1 q s 1 x )...(1 q s t 1 x ) (1 x ) sq (1 q s x )(1 q ( q s x ))...(1 q t 1 ( q s x )) (1 x) sq (1 q s x) tq Eş. 2.6 da s yerine - t yazılırsa 0 1 x q (1 x) q t (1 q t x)tq olur. Diğer yandan Eş. 2.3 den 0 1 x q 1 olduğundan 1 (1 x ) q t (1 q t x ) tq bulunur. Buradan t 1 x q 1 (1 q t x) tq 7 elde edilir. 2.2.1. Teorem g ( x) fonksiyonunun x0 a noktasındaki q -taylor açılımı g ( x) ( x a ) kq k 0 k q ! Dqk g ( a ) dır. Burada k 1 k k r ( r 1) ( x a) kq ( x q s a) q 2 x k r (a )r r 0 r q s 0 dir[19]. İspat f ( x ) ( x a ) kq olsun. Eş 2.1 den ( x a ) kq ( x a )( x qa )...( x q k 1a ) olup, x 0 için ( a ) kq (0 a ) kq ( a )( qa )...( q k 1a ) ( a ) k q k ( k 1) 2 olur. Böylece D f ( x) k k 1 ... k r 1 r q q olup, ( a ) kq ( a ) k q q k ( k 1) 2 q ( x a)kq r olduğundan Dqr f (0) k q k 1q ... k r 1q q bulunur. ( k r ) k r 1 2 ( a )k r 8 f fonksiyonunun x0 0 noktasındaki q -taylor açılımı xr r Dq f (0) r 0 r q ! k f ( x) olup burada Dqr f (0) yerine yazılırsa, k q k 1q ... k r 1q ( k r )2k r 1 r k r q x ( a) r q ! r 0 k f ( x ) ( x a) k q k q k 0 r q r ( k r ) k r 1 2 x r ( a) k r elde edilir. Bu eşitlikte r yerine k r alınırsa, k k ( x a ) kq q r 0 r q r r 1 x k r (a ) r 2 bulunur. 2.3. q-İntegral a 0 olmak üzere integralin q-analoğu a f (t )d q t (1 q )a f (q j a )q j (2.8) j0 0 olarak tanımlanır[21]. 0 a b olmak üzere a, b aralığında ise b b a f (t )d t f (t )d t f (t )d t q a q 0 şeklinde tanımlanır. q 0 (2.9) 9 2.3.1. Teorem a 0 olmak üzere q-integral için Cauchy-Schwarz eşitsizliği geçerlidir, yani a a f ( t ) g (t ) d q t 0 a f 2 (t ) d q t 0 g 2 (t ) d q t 0 dir[19]. 2.4. Lineer Pozitif Operatörler 2.4.1. Tanım X ve Y normlu fonksiyon uzayları olsun. Eğer X uzayından alınan her f fonksiyonuna Y uzayında bir ve yalnız bir g fonksiyonu karşılık getiren bir L kuralı varsa, bu durumda L kuralına X den Y ye bir operatör denir. f X , g Y ve x, g nin tanım kümesine ait olmak üzere; L( f )( x) L( f ; x) g ( x) ya da t , f nin x, g nin tanım kümesine ait olmak üzere; L( f (t ); x) g ( x) şeklinde gösterilir. Burada L( f (t ); x) gösterimi yerine L( f ; x) yazılacaktır. X uzayına L operatörünün tanım kümesi denir ve X D( L) ile gösterilir. L operatörünün değer kümesi ise R(L) ile gösterilir ve R ( L ) g : L( f ; x) g ( x ), f D ( L ) Y dir. 10 2.4.2. Tanım X ve Y fonksiyon uzayları olmak üzere L : X Y şeklindeki L operatörünü göz önüne alalım. Eğer her f1 , f 2 X ve , için L f1 f 2 L f1 L f 2 koşulu sağlanıyor ise L operatörüne lineer operatör denir. L lineer operatörü için L(0; x) 0 dır. 2.4.3. Tanım Eğer bir L operatörü pozitif değerli bir fonksiyonu yine pozitif değerli bir fonksiyona dönüştürüyor ise yani f 0 iken L f 0 oluyorsa L operatörüne pozitif operatör denir. 2.4.4. Tanım Hem lineerlik hem de pozitiflik şartlarını sağlayan operatöre lineer pozitif operatör denir. Ayrıca L pozitif lineer operatörü için f ( x) g ( x) olduğunda L( f ; x) L( g ; x) sağlanır. Yani pozitif lineer operatörler monotondur. 2.4.1. Lemma L : X Y lineer pozitif operatör olsun. Bu durumda L ( f ; x) L f ; x eşitsizliği sağlanır. 2.4.5. Tanım X ve Y normlu fonksiyon uzayları ve L : X Y bir lineer operatör olsun. Her f D( L) için; L( f ; x) Y M f X 11 eşitsizliğini sağlayan bir M 0 reel sayısı varsa L operatörüne D ( L) de sınırlı operatör denir. 2.4.6. Tanım L X Y inf M : L( f ; x) Y M f X sayısına L operatörünün normu denir. 2.4.1. Teorem L : X Y sınırlı lineer operatörü için L X Y sup f 0 X L ( f ; x) f Y X dir. Buradan L X Y sup L ( f ; x ) f X 1 Y gerçeklenir. 2.4.7. Tanım a, b aralığında tanımlı, reel değerli ve aralığın tüm noktalarında sürekli olan fonksiyonların oluşturduğu uzay C a , b ile gösterilir. Bu uzay f C a , b max f ( x ) a xb şeklinde tanımlanan . C a ,b normu ile normlu bir uzaydır. 2.4.2. Lemma L : C a , b C a , b lineer pozitif operatör olsun. L operatörü f nin a, b aralığı dışındaki değerlerinden bağımsız ise, bu durumda 12 L C a , b C a , b L(1; x) C a ,b olur. 2.4.2. Teorem (Bohman-Korovkin) ( Ln ) lineer pozitif operatörler dizisi ve f C a , b olmak üzere, lim Ln ek ek 0, k 0,1, 2 n olması için gerek ve yeter şart lim Ln f f 0 n olmasıdır. Burada ek (t ) t k , k 0,1,2 dir[22]. 2.5. İstatistiksel Yakınsaklık 2.5.1. Tanım Herhangi bir X kümesinin eleman sayısı, bu kümenin kardinalitesiyle belirlenir ve X ile gösterilir. 2.5.2. Tanım K olmak üzere 1 k n : k K n n K lim limiti mevcut ise bu limite K kümesinin yoğunluğu denir[23]. 2.5.3. Tanım (ak ) pozitif tamsayıların bir dizisi ve K ak : k olmak üzere ( K ) mevcut ise 13 ( K ) lim n n an olur[23]. Örnek ( ) 1 n2 : n 0 2n : n 2n 1: n 1 2 olur. ( A) veya ( \ A) yoğunluklarından biri mevcut ise, bu durumda ( \ A) 1 ( A) dir[23]. 2.5.4. Tanım x xk reel ya da kompleks terimli bir dizi olsun. Eğer her 0 için, lim n 1 k n : xk L 0 n olacak şekilde bir L sayısı varsa bu durumda x dizisi L sayısına istatistiksel yakınsaktır denir ve st lim x L ile gösterilir[24-27]. 2.5.1. Teorem x ( xk ) dizisinin bir L sayısına istatistiksel yakınsak olması için gerek ve yeter koşul 14 nk : k 1 ve lim xnk L olacak şekilde en az bir ( xnk ) yakınsak alt dizisinin k bulunmasıdır [28]. Örnek m olmak üzere x ( xk ) dizisinin genel terimi, 1, xk 0, k m2 k m2 şeklinde tanımlansın. 0 için 0 k n : xk k n : xk 0 n olduğundan 0 lim n 1 n k n : xk lim 0 n n n bulunur. Böylece st limx 0 olur. Örnek k , xk 0, k m2 k m2 ise st limx 0 olur. Yakınsak her dizi istatistiksel yakınsaktır; fakat yukarıdaki örneklerden de görüleceği gibi tersi doğru değildir. 2.6. A-İstatistiksel Yakınsaklık 2.6.1. Tanım A (ank ) , n, k 1, 2,... sonsuz bir matris ve x ( xk ) bir dizi olsun. Eğer her bir n için 15 Ax n : ank xk serisi yakınsak ise Ax : Ax n dönüşüm dizisi mevcuttur, denir. k 1 2.6.2. Tanım X ve Y iki dizi uzayı olsun. Eğer her x X için Ax mevcut ve Ax Y ise A (ank ) matrisi X uzayından Y uzayına bir matris dönüşümü tanımlar denir ve A ( X , Y ) ile gösterilir. Eğer bir x dizisi için Ax dönüşüm dizisi mevcut ve bir L sayısına yakınsak yani lim Ax n L ise x dizisi L sayısına A-toplanabilirdir denir ve A lim x L şeklinde n gösterilir. Toplamı ya da limiti koruyan matrislerin sınıfı X , Y ; P ile gösterilir. Eğer özel olarak X Y C , C yakınsak dizilerin uzayı olmak üzere, A C , C ise A matrisine konservatif matris denir. 2.6.3. Tanım A (ank ) , n, k 1, 2,... sonsuz bir matris olmak üzere bir ( xk ) dizisi için lim xk L iken k lim Ax n L ise A matrisine regüler matris denir. n Bir A (ank ) matrisinin regüler olması, Silverman-Toeplitz koşulları olarak bilinen aşağıdaki teorem ile karakterize edilir. 2.6.1. Teorem Bir A (ank ) matrisinin regüler olması için gerek ve yeter koşul (i) A sup ank n k 1 (ii) Her sabit k için lim ank 0 n 16 (iii) lim ank 1 n k 1 koşullarının gerçeklenmesidir[29-30]. Örnek n, k 1, 2,... için 1 , cnk n 0, 1 k n k n olmak üzere Cesâro matrisi olarak bilinen C1 (cnk ) matrisi regülerdir. 2.6.4. Tanım A (ank ) negatif olmayan regüler bir matris olsun. Ayrıca K olmak üzere kümesinin karakteristik fonksiyonunu göstersin. Eğer A ( K ) : lim AxK n lim ank n n k K limiti mevcut ise A ( K ) sayısına K kümesinin A yoğunluğu denir[31]. A ( K ) veya A ( \ K ) yoğunluklarından herhangi biri mevcut ise A ( \ K ) 1 A ( K ) olur. Ayrıca K sonlu elemanlı ise A ( K ) 0 dır. Örnek n olmak üzere 1, ank 0, k n2 k n2 x K , K 17 şeklinde tanımlanan A (ank ) matrisini göz önüne alalım. Bu durumda K1 k n2 : n için A ( K1 ) 0 dır. Dolayısıyla K 2 k n2 : n olmak üzere A ( K 2 ) 1 olur. 2.6.2. Teorem K1 ve K 2 iki küme olmak üzere K1 K2 ise A ( K1 ) A ( K2 ) dir. 2.6.5. Tanım x ( xk ) reel terimli bir dizi olsun. Eğer her 0 için K : K ( ) k : xk L olmak üzere A ( K ) lim ank xK lim n k 1 n ank 0 k : xk L olacak biçimde bir L sayısı varsa x xk dizisi L sayısına A-istatistiksel yakınsaktır denir ve st A lim x L ile gösterilir[28], [32], [33]. Açıkça görülüyor ki A-istatistiksel yakınsaklık tanımında A matrisi yerine C1 Cesâro matrisi alınırsa istatistiksel yakınsaklık, A matrisi yerine I birim matrisi alınırsa klasik anlamda yakınsaklık elde edilir. 2.6.3. Teorem st A lim x L olması için gerek ve yeter koşul A nk : k 1 ve lim xnk L olacak k şekilde en az bir ( xnk ) alt dizisinin bulunmasıdır[32]. 18 Örnek n olmak üzere k n2 1, ank 0, k n2 şeklinde tanımlanan A (ank ) negatif olmayan regüler matrisi verilsin. x ( xk ) dizisi 1 , xk 5 1, k n2 k n2 şeklinde tanımlansın. 0 için 1 K k : xk 5 için A ( K ) lim AxK n 0 n olduğundan st A lim x 1 olur. 5 2.7. Ağırlıklı Uzay , reel değerli bir fonksiyon olsun. Eğer , de sürekli, lim ( x ) ve her x için x ( x) 1 özelliklerini sağlıyor ise ağırlık fonksiyonu adını alır. Sonraki bölümlerde aksi söylenmediği sürece ( x ) ( x ) 1 x 2 , 0 , x alınacaktır. Tüm reel eksende tanımlı ve f ( x ) M f ( x ) koşulunu sağlayan fonksiyonlar uzayı B ( ) ile gösterilir. Burada M f , f fonksiyonuna bağlı bir sabittir. B ( ) uzayındaki sürekli fonksiyonların uzayı da C () ile gösterilir. Yani, 19 B ( ) f : , x için f ( x ) M f ( x ) C ( ) f B ( ) : f , de sürekli olup bu uzaylar f sup x f ( x) normu ile birer Banach uzayıdır. Burada B ( ) , C () ( x) uzaylarına ağırlıklı uzaylar denir. Ayrıca f ( x) C * ( ) f C ( ) : lim x ( x ) dir. Eğer ağırlık fonksiyonu, ( x) 1 x m , (m 0) şeklinde ise B ( ), C ( ), C * ( ) uzayları sırasıyla Bm ( ), Cm ( ), Cm* ( ) ile gösterilecektir. Bu uzaylar . m : . normu ile donatılmıştır[18]. 2.7.1. Teorem n için Ln : C 1 B1 olmak üzere ( Ln ) operatör dizisi için Ln C1 B1 Ln 1 1 dir[34]. 2.8. Ağırlıklı Süreklilik Modülü n olmak üzere B ( ) ağırlıklı uzayında süreklilik modülü ( f ; ) : sup x 0 0 h f ( x h) f ( x ) , 0, 0 1 ( x h ) 2 şeklinde tanımlanır. Burada her bir f B ( ) için ( f ;.) iyi tanımlı ve ( f ; ) 2 f , 0, f B ( ), 0 (2.10) 20 dır[35]. 2.8.1. Lemma f B ( ) olsun. ( f ;.) aşağıdaki özellikleri sağlar [35]. 1. ( f ; ) ( 1) ( f ; ), 0, 0 2. ( f ; n ) n ( f ; ), 0, n 3. lim ( f ; ) 0 0 (2.11) 21 3. q-BASKAKOV-KANTOROVICH OPERATÖRLERİNİN İSTATİSTİKSEL YAKLAŞIM ÖZELLİKLERİ Bu bölümde q-Baskakov ve q-Baskakov-Kantorovich operatörlerinin tanımları verilecektir. Bu operatörlerin istatistiksel yaklaşım özellikleri incelenecektir. 3.1. q-Baskakov Operatörleri Baskakov operatörlerinin bir q-analoğu 2009 yılında Aral ve Gupta tarafından çalışılmıştır. Bu çalışmada q (0,1), f C 0, , x : 0, , n olmak üzere, q -Baskakov operatörleri k q Vn,q ( f ; x) bn, k (q; x) f k 1 q n k 0 q (3.1) şeklinde tanımlanmıştır. Burada n k 1 k ( k21) xk bn, k (q; x ) : q (1 x)nq k k q dır[36]. 3.1.1. Uyarı n için Vn , q operatörünün pozitif ve lineer olduğu açıktır. Ayrıca q 1 olduğunda Eş 3.1 de verilen operatörler klasik Baskakov operatörlerine indirgenir[37]. 3.1.1. Lemma Her n , x ve q (0,1) için Vn, q (e0 ; x) 1 (3.2) Vn , q (e1 ; x) x (3.3) 22 Vn, q (e2 ; x ) n 1q 2 1 x x q n q nq (3.4) olur. Burada ei ( x ) xi , i 0,1, 2 dır[17]. İspat n için g ( x) : (1 q n x ) q n , x olsun. Eş. 2.4, Eş. 2.5, Eş. 2.6, Eş. 2.7 kullanılarak Dqk g ( x ) ( 1) k n q n 1q ... n k 1q (1 q n k x ) q n k , k 0 : 0 elde edilir. Teorem 2.2.1 den g (t ) : (1 q n t ) q n fonksiyonunun x noktası civarındaki q-taylor açılımı (1 q nt )q n k 0 (t x )kq k q ! (1) k n k 1q ! (1 q n k x) q n k n 1q ! (3.5) olur. Eş. 3.5 de t 0 alalım. (1 0) n q ( x) kq k q ! k 0 (1)k n k 1q ! (1 q n k x )q n k n 1q ! (3.6) bulunur. Eş. 2.7 den (1 0) q n 1 n 1q 1 ve Eş. 2.1 den de k 1 ( x) kq (0 ( x) q s ) ( x)( xq)( xq 2 )...( xq k 1 ) ( x) k q s 0 olup bu ifadeler Eş. 3.6 da yerlerine yazıldıklarında k ( k 1) 2 23 n k 1q ! k ( k21) x k 1 q (1 x )nq k k 0 k q ! n 1q ! n k 1 k ( k21) xk q k q (1 x)nq k k 0 bn , k (q; x ) k 0 bulunur. Böylece Vn ,q (e0 ; x) bn , k (q; x) 1 k 0 elde edilir. Benzer şekilde Eş. 3.1 ve Eş. 3.2 den Vn,q (e1; x) bn, k (q; x) k 0 k q nq q k 1 k q n k 1 k ( k21) xk q k q (1 x) nq k nq q k 1 k 1 k q n k 1 ( k 1)(2k 2) xk q k q (1 x )nq k n q k 1 k 1q n k k ( k21) xk x q (1 x )nq 1 k n q k 0 k 1 q n k q ! k ( k21) x k k 1q x q (1 x) nq1 k n q k 0 k 1q ! n 1q ! n k q ! k ( k21) xk x q (1 x)nq 1 k k 0 k q ! nq ! n k k ( k21) xk x q (1 x)nq1k k 0 k q 24 x bn 1,k (q; x ) k 0 xVn 1, q (e0 ; x) x bulunur. Eş. 3.1 den k q Vn , q (e2 ; x ) bn ,k ( q; x ) k 1 q n k 0 q 2 n k 1 k ( k21) xk q k q (1 x)nq k k 0 k q k 1 q n q 2 olur. Burada k q k 1q q k 1 eşitliği kullanılırsa k q k 1q n k 1 ( k 2)(2 k 3) xk Vn ,q ( e2 ; x) q 2 k (1 x) nq k q n q k 2 q k q n k 1 k ( k21) xk q k (1 x ) nq k q k 1 n 2 k 1 q q k 2q k 1q n 2 k 1 k ( k21) xk x2 q 2 n 2 k k 2 q (1 x ) q q n q k 0 bn ,k ( q; x ) k 1 n 2 k 1q ! k ( k21) k 2 q k 1q xk q 2 (1 x ) nq 2 k q n q k 0 k 2 q ! n 1q ! x 2 k q 2 q k 1 n q 25 1 nq b n,k (q; x ) k 1 k q q nq k 1 n 1q 2 1 x bn 2,k (q; x ) V ( e ; x) q n q nq n,q 1 k 0 n 1q 2 1 x Vn 2, q (e0 ; x) V ( e ; x) q n q nq n ,q 1 bulunur. Eş 3.2 ve Eş. 3.3 den Vn, q (e2 ; x ) n 1q 2 1 x x q n q nq olur. 3.2. q-Baskakov-Kantorovich Operatörleri q (0,1), x , n olmak üzere q-integrale bağlı olarak q-Baskakov operatörlerinin Kantorovich tipli genellemesi k 1q / nq K n, q ( f ; x) nq bn,k (q; x) k 0 f (q k 1t )dq t (3.7) q k q / n q şeklinde tanımlanır. q 1 alındığında q-Baskakov-Kantorovich operatörleri, Abel ve Gupta tarafından çalışılan n k 1 xk Vn ( f ; x) n nk k k 0 (1 x) operatörüne dönüşür[38]. ( k 1)/ n k /n f (t )dt 26 3.2.1. Uyarı Aşağıdaki eşitlikler q-integral tanımından kolaylıkla bulunur. k 1q / nq dqt q k q / nq 1 nq (3.8) k 1q / nq 2q k q qk tdq t 2 n2 qk / n q q q q k 1q / nq (3.9) q k q / nq t 2 3q k 2q 1 2q q k k q q2 k dq t 3 3q nq (3.10) 3.2.1. Lemma Her n , x , 0 q 1 olmak üzere (3.11) K n , q ( e0 ; x ) 1 K n, q (e1; x) x K n, q (e2 ; x) q (3.12) 2q nq n 1q 2 q 1 2q 3q q2 x x 2 q n q 3q nq 3q nq İspat k 1q / nq K n, q (e0 ; x) nq bn, k (q; x) k 0 q k q / nq olmak üzere Eş. 3.2 ve Eş. 3.8 den K n, q (e0 ; x) n q 1 nq b n,k k 0 (q; x) dqt (3.13) 27 Vn , q (e0 ; x) 1 olur. Eş. 3.2, Eş.3.3 ve Eş. 3.9 kullanılarak k 1q / nq K n, q (e1; x) nq bn, k (q; x) k 0 q k q / nq nq bn, k (q; x)q k 1 k 0 bn,k (q; x ) k 0 Vn, q (e1 ; x) x q k 1tdqt 2 k q k q q 2 2 n q q k q q bn,k (q; x) q k 1 n q 2 q n q k 0 q 2q nq Vn,q (e0 ; x) q 2q nq bulunur. k 1q /nq K n, q (e2 ; x) nq bn ,k (q; x)q k 0 2 k 2 t 2d qt q k q / nq olup, Eş. 3.10 dan 3 k 2 1 2 q k k q 2k q q q q K n, q (e2 ; x) n q bn,k (q; x)q 2 k 2 3 k 0 3q nq k 2q 1 2q q b (q; x) k q q2 b (q; x) bn, k (q; x ) 2k 2 2 n,k n ,k q k 1 nq 3 n 2 k 0 q k 0 nq 3q nq k 0 q q 28 Vn, q (e2 ; x ) 1 2 q V q 3q nq n ,q (e1 ; x) q2 2 3q nq Vn ,q (e0 ; x ) bulunur. Burada Eş. 3.2, Eş. 3.3 ve Eş. 3.4 kullanıldığında K n, q (e2 ; x ) n 1 q x2 1 x 1 2q q x q 2 2 q n q nq 3q nq 3q nq n 1 q 2 q 1 2q 3q q2 x x 2 q nq 3q nq 3q nq elde edilir. 3.2.2. Uyarı Lemma 3.2.1 de q 1 alınırsa Baskakov-Kantorovich operatörlerinin aşağıdaki momentleri elde edilir[38]. Kn (e0 ; x) 1 , K n (e1 ; x) x 1 , 2n K n (e2 ; x ) x 2 x (2 x) 1 2. n 3n Eş. 3.12 ve Eş. 3.13 incelendiğinde K n , q operatörler dizisinin Bohman-Korovkin teoreminin koşullarını sağlamadığı açıktır. 3.2.1. Teorem (qn ), n için qn (0,1) ve lim qn 1 olacak şekilde bir dizi ve ( K n , q ) , Eş. 3.7 ile n n verilen operatörler dizisi olsun. Herhangi kompakt bir J kümesinde her azalmayan f C için lim K n,qn ( f ; x) f ( x) , (düzgün) [17]. n 29 İspat Lemma 3.2.1 de hipotezde verilen q, (qn ) dizisi ile değiştirildiğinde Bohman-Korovkin teoreminden elde edilir. 3.3. q-Baskakov-Kantorovich Operatörlerinin Ağırlıklı İstatistiksel Yaklaşım Özellikleri A-istatistiksel yakınsaklığı kullanarak Duman ve Orhan aşağıdaki Bohman-Korovkin tipli teoremi ispatladılar[39]. Soyut uzaylar için genel yaklaşım [16] da verilmiştir. Bu teoremi vermeden önce teoremin ispatında kullanılacak olan Lemma aşağıda verilecektir. 3.3.1. Lemma A ank negatif olmayan regüler bir matris olsun. Ln , C 1 ( ) den B ( ) ye giden 2 1 ( x) 0 koşulunu sağlayan iki ağırlık x ( x ) 2 pozitif lineer operatörlerin bir dizisi, 1 ve 2 , lim fonksiyonu ve de A n : Ln C1 B1 M 1 olacak şekilde bir M 0 olsun. Bu durumda herhangi s ve her f C 1 için st A lim sup sup Ln ( f ; x) f ( x) 0 ise st A lim Ln f f n f 1 n 1 x s 2 0 [39]. 3.3.1. Teorem A ank negatif olmayan regüler bir matris olsun. Ln , C 1 ( ) den B ( ) ye giden 2 pozitif lineer operatörlerin bir dizisi ve lim x st A lim Ln f f n 2 1 ( x) 0 olsun. Her f C1 ( ) için 2 ( x) 0 st A lim Ln Fv Fv n x 1 ( x) , 0,1, 2 [39]. Burada F ( x) 1 x2 1 0, v 0,1, 2 . 30 İspat f C 1 için st A lim Ln f f n 2 =0,1,2 için st A lim Ln F F n 0 olsun. =0,1,2 için Fv C 1 olduğundan açıktır ki 1 0 olur. Yeterliliği ispatlamak için öncelikle A n : Ln C 1 B1 (3.14) M 1 eşitliğinin bir M 0 için sağlandığını göstermeliyiz. Kabülden 0,1,2 için bir K vardır A ( K ) 1 ve lim Ln Fv Fv 1 0 için N ( ) vardır her n N ( ) ve her n K için Ln Fv Fv 1 nK Böylece bir M 0 vardır her n K için Ln Fv Fv 1 0 , yani . M . Kabul edelim ki K : K0 K1 K2 olsun. Bu durumda A ( K ) 1 dir. n K için Teorem 2.7.1. den Ln C 1 B1 Ln 1 1 Ln 1 1 1 Ln 1 1 1 Ln 1 1 1 1 1 1 1 elde edilir. Diğer yandan t2 1 1 x2 Ln ( 1 (t ); x ) 1 ( x ) Ln 2 1 (t ); x 1 ( x ) 2 t 1 1 x (3.15) 31 t2 1 x2 1 Ln ( t ); x ( x ) (t ); x 1 ( x) Ln 1 1 2 2 2 1 2 1 x 1 x 1 t 1 t Ln F2 ; x F2 ( x) Ln F0 ; x F0 ( x) Ln F2 ; x F2 ( x) Ln F0 ; x F0 ( x) (3.16) yazabiliriz. Böylece Eş. 3.16, Eş. 3.15 de kullanılırsa Ln C1 B1 Ln 1 1 1 Ln F2 F2 1 1 Ln F0 F0 1 1 M 2 M0 1 M bulunur. Buradan K n : Ln C 1 B1 M yazabiliriz. Böylece Eş. 3.14 sağlanır. Şimdi st A lim sup sup Ln ( f ; x) f ( x) 0 olduğu gösterilecektir. n f 1 1 x s Ln (t x)2 F0 (t ); x Ln (t 2 F0 (t ); x) 2 xLn (tF0 (t ); x) x2 Ln ( F0 (t ); x) Ln ( F2 (t ); x) 2 xLn ( F1 (t ); x) x2 Ln ( F0 (t ); x) Ln ( F2 (t ); x ) F2 ( x ) x2 1 ( x) 2 x Ln ( F1 (t ); x) F1 ( x ) 1 x2 2x2 x2 2 1 ( x ) x Ln ( F0 (t ); x ) F0 ( x) 1 ( x) 1 x2 1 x2 Ln ( F2 (t ); x) F2 ( x) 2 x Ln ( F1 (t ); x ) F1 ( x ) x 2 Ln ( F0 (t ); x ) F0 ( x ) olup, böylece herhangi s ve n K için 32 u n : sup Ln (t x ) 2 F0 (t ); x (3.17) x s B Ln F2 F2 1 Ln F1 F1 1 Ln F0 F0 1 yazabiliriz. Burada B : max sup 1 ( x ), 2 sup x 1 ( x), sup x 2 1 ( x ) x s x s x s dir. Şimdi f C 1 ve x s olsun. Bu durumda f , de sürekli olup 0 için 0 vardır t x olacak şekildeki her t, x için f (t ) f ( x) olur. t x iken f (t ) f ( x ) f (t ) f ( x) M f 1 (t ) M f 1 ( x) 2M f 1 ( x ) 1 (t ) 2 M f 1 ( x) F0 (t )(1 t 2 ) 2M f 1 ( x) F0 (t ) 1 (t x) x 2 2 M f 1 ( x ) F0 (t ) 1 (t x ) 2 2(t x ) x x 2 2 M f 1 ( x ) F0 (t ) 1 (t x ) 2 2 t x x x 2 2 M f 1 ( x ) F0 (t ) 1 (t x ) 2 (t x ) 2 x 2 x 2 2 M f 1 ( x ) F0 (t ) 2 2 x 2 2(t x ) 2 4 M f 1 ( x ) F0 (t ) 1 x 2 (t x ) 2 33 1 x2 4 M f 1 ( x) F0 (t )(t x)2 1 2 (t x ) K 1 ( x ) (t x ) 2 F0 (t ) 1 x2 yazabiliriz. Burada K 1 ( x ) : 4M f 1 ( x ) 2 1 dir. Böylece t ve x s için f (t ) f ( x) K 1 ( x ) (t x) 2 F0 (t ) (3.18) olup bu eşitsizlikten Ln ( f (t ); x) f ( x) Ln ( f (t ) f ( x); x) f ( x ) Ln (1; x ) f ( x) Ln ( f (t ) f ( x ); x) f ( x) Ln (1; x ) 1 Ln f (t ) f ( x ) ; x f ( x ) Ln (1; x ) 1 Ln (1; x ) K 1 ( x ) Ln (t x ) 2 F0 (t ); x f ( x ) Ln (1; x ) 1 elde edilir. Buradan herhangi s için vn : sup sup Ln ( f (t ); x) f ( x) f 1 1 x s C1 Ln (1; x ) 1 C 2 sup Ln (t x ) 2 F0 (t ); x C3 sup Ln (1; x ) 1 x s x s olur. Burada C1 : sup 1 ( x ), C2 : sup K 1 ( x ) , C3 : sup f ( x) . x s x s x s Pozitif lineer operatörlerin monotonluğundan ve Teorem 2.7.1 den (3.19) 34 Ln1 Ln 1 1 1 Ln C1 B1 olup Eş. 3.19 dan n K için vn MC1 C2un C3 sup Ln (1; x) 1 (3.20) x s elde edilir. Ayrıca F0 ( x) Ln (1; x) 1 Ln ( F0 (t ); x) F0 ( x) Ln ( F0 (t ) F0 ( x); x ) Ln ( F0 (t ); x ) F0 ( x ) Ln F0 (t ) F0 ( x ) ; x bulunur. Bu durumda F0 C 1 olduğundan Eş. 3.18 den Ln (1; x ) 1 1 Ln ( F0 (t ); x) F0 ( x) Ln (1; x ) K 1 ( x) Ln ((t x) 2 F0 (t ); x) F0 ( x) olup herhangi s ve her n K için sup Ln (1; x) 1 C4 Ln F0 F0 x s elde edilir. Burada C4 : sup x s 1 M C2 un (3.21) 1 ( x) . F0 ( x) Eş. 3.17, Eş. 3.20 ve Eş. 3.21 den her n K için vn C C Ln F0 F0 1 Ln F1 F1 1 Ln F2 F2 1 Burada C : max M (C1 C3C 4 ), BC 2 C3C 4 BC 2 C3C 4 . Şimdi verilen bir r 0 için C r olacak şekilde >0 seçilsin. (3.22) 35 D : n K : Ln F0 F0 1 D0 : n K : Ln F0 F0 D1 : n K : Ln F1 F1 Ln F1 F1 1 1 D2 : n K : Ln F2 F2 1 1 Ln F2 F2 1 r C C r C C r C C r C C olmak üzere D D0 D1 D2 dir. Böylece Eş. 3.22 den nK :vn r a jn a jn a jn a jn a jn nD nD0 olup, st A lim Ln Fv Fv n nD1 1 nD2 0, =0,1,2 olduğundan st A lim sup sup Ln ( f ; x) f ( x) 0 bulunur. Böylece Lemma 3.3.1 den f C için n f 1 1 1 x s st A lim Ln f f n 2 0. 3.3.2. Teorem (qn ), n için qn (0,1), st lim qn 1 n olacak şekilde bir dizi olsun. Azalmayan her f C 0 ( ) için st lim K n , qn ( f ;.) f n 0, 0 [17]. İspat Ağırlıklı uzaydaki norm tanımından K n , qn e0 e0 0 sup x K n ,qn (e0 ; x ) e0 ( x ) 0 ( x) (3.23) 36 olup, Eş. 3.11 den st lim K n ,qn e0 e0 0 n 0 bulunur. K n , qn e1 e1 0 K n , qn (e1 ; x ) e1 ( x ) sup 0 ( x) x olup, Eş. 3.12 den K n , qn (e1 ; x ) e1 ( x) 1 x 2 e0 qn 0 2q n q n n 1 n q n elde edilir. Ayrıca st lim qn 1 olduğundan st lim n n 1 0 dır. Bu durumda nq n st lim K n ,qn e1 e1 n 0 0 olur. K n , qn e2 e2 0 sup K n ,qn ( e2 ; x ) e2 ( x ) 0 ( x) x olup, Eş. 3.13 den K n ,qn (e2 ; x) e2 ( x) 1 x2 e2 n 1q qn n q n 0 n 1 e1 q 1 2 3 qn qn n 0 3qn n qn 1 2 1 1 2 1 2 2 qn n q n q 2 n qn n q n n n q n q n e 0 qn2 0 2 3q nq n n olup, eşitsizliğin sağ tarafı n için istatistiksel olarak sıfıra yakınsadığından st lim K n ,qn e2 e2 n 0 0 n 37 bulunur. Böylece Teorem 3.3.1 de A C1 , 1 ( x) 1 x 2 , 2 ( x) 1 x 2 ve x alınarak ispat tamamlanır. 3.4. q-Baskakov-Kantorovich Operatörlerinin Yakınsama Hızı Bu kısımda B ( ) ağırlıklı uzayında Eş. 2.10 ile tanımlı süreklilik modülü kullanılarak, sınırsız fonksiyonlar için, K n ,q ( f ) operatörünün f ye yakınsama hızı hesaplanacaktır. 3.4.1. Teorem q (0,1) ve 0 olsun. Azalmayan her f B ( ) için 1 K n , q ( f ; x ) f ( x ) K n ,q ( x2, ; x ) 1 K n , q ( x2 ; x ) ( f ; ) , x 0, 0, n . Burada x , (t ) : 1 x t x 2 , x (t ) : t x , t 0 [17]. İspat n ve f B ( ) olsun. Eş. 2.10 ve Eş 2.11 den t 0, x 0 olmak üzere f (t) f ( x) 1 x t x 2 1 1 t x ( f ; ) 1 x , (t ) 1 x (t ) ( f ; ) (3.25) elde edilir. Ayrıca q-integral tanımından k 1q /nq qk q /n q k 1q / nq f (q k 1 t )d qt 0 olup, değişken değiştirme ile qk q /n q f (q k 1 t )d qt (3.24) 0 f (q k 1t )dqt 38 k 1q / q k 1 nq k 1q /n q f (q k 1t )d q t q k 1 q k q / nq (3.26) f (t ) d q t k 2 k q / q nq bulunur. Bu durumda Eş. 3.7 ve Eş. 3.26 dan k 1q / q k 1 n q K n , q ( f ; x) n q bn , k (q; x)q k 0 k 1 f (t )d q t k q / q k 2 n q olup k 1q / q k 1 n q K n , q ( f ; x) f ( x ) n q bn , k (q; x )q k 1 k 0 f (t ) f ( x ) d q t k q / qk 2 nq yazılabilir. Eşitsizliğin sağ tarafına Eş. 3.25 uygulanırsa K n , q ( f ; x) f ( x) n q bn , k (q; x)q k 1 k 0 k 1q / q k 1 nq k q / q k 2 nq 1 x, (t ) 1 x (t ) ( f ; )d q t 1 K n ,q ( x , ; x ) K n ,q ( x , x ; x) ( f ; ) bulunur. Eşitsizliğin sağ tarafına q-integral için Cauchy-Schwarz eşitsizliği uygulandığında 1 K n , q ( f ; x ) f ( x ) K n ,q ( x2, ; x ) 1 K n , q ( x2 ; x ) ( f ; ) elde edilir. 3.4.1. Lemma m ve q (0,1) için K n , q (em ; x ) Am , q (1 x m ), x , n eşitsizliği sağlanır. Burada Am,q , m ve q ya bağlı bir pozitif sabittir[17]. 39 İspat k , 0 q 1, k 1q 1 q q 2 ... qk 1 q k q olmak üzere 1 k 1q 1 q k q 1 k q k q k q 2 k q olup 1 k 1q 2 k q (3.27) bulunur. m olmak üzere Eş. 3.1 den m k q Vn , q (em ; x) bn ,k (q; x ) mk m m q k 0 n q m k q n k 1 k ( k21) xk q k q (1 x)nq k q m ( k 1) nm k 1 q m k 1q n k k ( k21) xk x q (1 x)nq 1 k q mk n m k 0 k 1 q q m n k q ! k ( k21) x k k 1q x q (1 x )nq 1 k q ( m1) k n m k 0 k 1q ! n 1q ! q m 1 n k q ! k ( k21) x k k 1q x q m 1 n 1 k (1 x) q q ( m1) k n q k 0 k q ! n q ! 40 m 1 k 1q n 1 k 1 k ( k21) xk x q m 1 n 1 k k (1 x) q q ( m 1) k n q k 0 q m 1 n 1q n 1 k 1 k ( k21) x k x k q (1 x)n 1k m 1 n q k 0 q q m 1 k 1q m 1 q ( m1) k n 1q elde edilir. Bu eşitliğin sağ tarafına Eş. 3.27 uygulanırsa m 1 n 1q n 1 k 1 k ( k21) xk Vn ,q (em , x ) x k q (1 x)n1k m 1 nq k 0 q q m 1 n 1q x m 1 n q 2 q qn x 1 n q qn Vn , q (em ; x ) x 1 n q m 1 m 1 2m 1 k q m 1 q ( m1)k n 1q m 1 k q b ( q ; x ) n 1, k m 1 q ( m1)( k 1) n 1q k 0 m 1 2 q m 1 Vn 1, q (em 1 ; x ) olup m 1 2 q m 1 Vn 1, q (em 1 ; x) (3.28) elde edilir. m , x , n olmak üzere, Eş. 3.28 ve tümevarım yöntemi ile qn m Vn , q (em ; x ) x 1 n q m ( m 1) 2 2 q m ( m 1) 2 (3.29) bulunur. Eş. 3.29 dan Vn ,q ( em ; x) Bm , q (1 x m ) (3.30) 41 elde edilir. Burada Bm ,q : 2 m ( m 1) 2 2 q m ( m 1) 2 . Ayrıca k 1q / nq K n, q (em ; x) nq bn, k (q; x) k 0 (q k 1t )m dqt q k q / n q k 1q / nq nq bn ,k (q; x)q mk m k 0 t m dq t (3.31) qk q /n q olur. q-integral tanımından k 1q / nq k 1q / nq m t dqt qk q /n q q k q / n q m t dqt 0 t m dqt 0 k 1q j k 1q q (1 q) n q n q j 0 m m 1 q j (1 q) q k q n q q k q qj n q j0 m qj m 1 q m 1 k q ( m 1) j k 1q ( m1) j (1 q) q q (1 q) n m1 m 1 j 0 n q j 0 q m 1 k 1q (1 q ) m 1 n q m 1 q m1 k q 1 1 (1 q ) m 1 m 1 1 q n q 1 q m 1 m 1 m 1 q m 1 k q k 1q m1 m1 n q m 1q n q m 1q Eş. 3.32, Eş. 3.31 de yerine yazılırsa K n, q (em ; x) qm m nq m 1q bn,0 (q; x) (3.32) 42 n q bn, k (q; x ) k 1 q mk m m 1 nq k 1 m 1 m 1 q m 1 q m1 k q (3.33) q elde edilir. Ayrıca k 1mq 1 q m1 k mq 1 k 1mq q k q k 1mq 1 ... q m k mq m ( m 1) k 1q olduğundan Eş. 3.27 den m 1 k 1q m 1 q m 1 k q m 2 m ( m 1) k q (3.34) bulunur. Eş. 3.34, Eş 3.33 de kullanılırsa K n, q (em ; x) qm m nq m 1q q mk m bn,0 (q; x) n q bn, k (q; x) k 1 m m 1 nq m 1q m 2m (m 1) k q k q 2 m ( m 1) m bn ,0 (q; x ) b ( q ; x ) n,k m m 1q k 1 n q m 1q n q q m ( k 1) qm qm m nq m 1q bn,0 (q; x ) 2 m (m 1) V (e ; x ) m 1q n,q m olur. Böylece Eş. 3.30 dan K n, q (em ; x ) qm m nq m 1q bn,0 (q; x) 2m (m 1) Bm, q (1 x m ) m 1q 2m (m 1) 1 Bm, q (1 x m ) m 1q Am ,q (1 x m ) 43 elde edilir. Burada Am , q : 1 2 m (m 1) B . m 1q m,q 3.4.1. Uyarı Herhangi bir lineer pozitif operatör monoton olduğundan Lemma 3.4.1, her f B ( ), 0 için K n , q ( f ;.) B ( ) olduğunu gösterir. 3.4.2. Teorem (qn ) , Eş. 3.23 ü sağlayan bir dizi ve 0 olsun. Azalmayan her f B ( ) için K n , qn ( f ;.) f 1 C ,q0 ( f ; n ) 1 ve C , q0 , f ve n den bağımsız bir pozitif sabittir[17]. qn n q dir. Burada n : n İspat Eş. 3.11, Eş. 3.12 ve Eş. 3.13 den 2 K n ,qn ( x2 ; x ) K n , qn ( t x ; x ) K n , qn (t 2 2 xt x 2 ; x ) K n , qn (t 2 ; x) 2 xK n , qn (t ; x) x 2 K n , qn (1; x) n 1q qn n q n 2 x n n n 1q 1 n 1 x 2 qn n q nqn n n x n qn2 2 3q nq n n qn 2x x 2qn nqn q 1 2 3 q qn qn n 2 n 3qn 2qn 1 2 1 x2 x 2 qn n q n q n n n 3q nq n qn 1 2q 3q qn qn2 x 2 3q n q n n x2 44 1 2 1 x2 x qn n q n q nq n n n x 2 2 qn x qn qn n q n x2 2 x 1 q n n q n 4 0 ( x) qn n q n bulunur. 0 ve f B ( ) olmak üzere Teorem 3.4.1 ve yukarıdaki eşitsizlikten K n , qn ( f ; x) f ( x ) 1 ( x) K n ,qn ( x2, ; x) 0 ( x) 1 1 2 2 1 ( x) K n , qn ( x2, ; x ) 1 1 4 2( 1) ( x) 1 ( f ; n ) qn n q n 1 ( f ; n ) qn n q n dir. Ayrıca x2, (t ) 1 x t x 2 2 2 1 (2 x t )4 2 2 1 24 2 ((2 x)4 2 t 4 2 ) olduğundan K n , qn ( x2, ; x ) 2 K n ,qn (1; x) 25 2 2 4 2 x 4 2 K n , qn (1; x ) 25 2 K n , qn (t 4 2 ; x) yazılabilir. Eş. 3.11 ve Lemma 3.4.1 den K n , qn ( x2, ; x) 2 25 2 2 4 2 x 4 2 25 2 A4 2 , qn (1 x 4 2 ) (3.35) 45 bulunur. Eşitsizliğin her iki tarafı 2( 1) ( x ) ağırlık fonksiyonuna bölünürse K n , qn ( x2, ; x ) 2( 1) ( x) 2 25 2 2 4 2 x 4 2 25 2 A4 2 ,qn (1 x 4 2 ) 1 x 4 2 25 2 25 2 24 2 x 4 2 25 2 A42 ,qn 4 2 1 x 1 (2 x) 4 2 25 2 4 2 1 x A4 2 , qn x 4 2 (24 2 1) 25 2 1 A4 2 , qn 4 2 1 x 25 2 1 2 4 2 1 A4 2 , qn 25 2 2 4 2 A4 2 , qn (3.36) olup buradan K n ,qn ( x2, ; x) 2( 1) ( x) 2 , qn (3.37) elde edilir. Burada 25 2 2 4 2 A4 2 ,qn 2 ,qn dır. Eş. 3.37, Eş. 3.35 de yerine yazılıp, q0 : min qn , C , q0 : 8 , q0 alındığında n K n,qn ( f ; x) f ( x) 1 ( x) 4 ,qn 2 ( f ; n ) C , q0 ( f ; n ) olur. Eşitliğin her iki tarafının supremumu alınırsa K n , qn ( f ;.) f 1 C ,q0 ( f ; n ) 46 elde edilir. Ayrıca st lim qn 1 , st lim n n 1 0 olduğundan st lim n 0 n nq olup st lim ( f ; n ) 0 dır. n Böylece Teorem 3.4.2 K n ,qn ( f ;.) operatörünün f ye istatistiksel yakınsaklık hızını verir. 47 4. q-BASKAKOV-KANTOROVICH OPERATÖRLERİNİN YENİ BİR GENELLEMESİNİN İSTATİSTİKSEL YAKLAŞIM ÖZELLİKLERİ Son zamanlarda Gupta ve Radu, q-Baskakov-Kantorovich operatörlerinin pozitif olmayan bir q-analoğunu tanımlamışlardır[17]. Bu bölümde Mahmudov tarafından [18] de tanımlanan q-Baskakov-Kantorovich operatörlerinin ağırlıklı istatistiksel yaklaşım özellikleri incelenecektir. Bu şekilde tanımınlanan operatörün avantajı pozitif olmasıdır. 4.1. Operatörlerin İnşası Reel değerli, kümesi üzerinde sürekli, q-diferensiyellenebilir fonksiyonların bir n , q dizisi aşağıdaki özellikleri sağlasın. (B1) n , q (0) 1, n , 0 q 1 (B2) (1) k Dqkn ,q ( x) 0 , n , k 0 : 0 , x 0, 0 q 1 (B3) Her k ve x için Dqkn,q ( x) n l1 q Dqk 1nl2 ,q ( x) . Burada l1 , l2 0 olup n, k ve x den bağımsızdır. (B1) ve (B3) den Dqkn,q (0) (1) k n l1 q n l1 l2 q ... n l1 (k 1)l2 q (4.1) elde edilir. 4.2. q-Baskakov Operatörlerinin Yeni Bir Genellemesi (B1)-(B3) ile tanımlanan n , q fonksiyon dizisi kullanılarak elde edilen Baskakov operatörlerinin yeni bir q-analoğu, her f C2 ( ), x , 0 q 1, n için k q (1)k x k k ( k21) k q Dq n, q ( x) f k 1 q n k 0 k q ! q Vn,q ( f ; x) (4.2) 48 dir[18]. V operatörler dizisinin pozitif ve lineer olduğu açıktır. n, q 4.2.1. Lemma e j t j , t , j 0 olmak üzere her n , x ve 0 q 1 için Vn, q (e0 ; x) 1 (4.3) Vn, q (e1 ; x) x Vn,q (e2 ; x ) x 2 Dqn , q (0) (4.4) n q Dq2n , q (0) 2 q nq x Dqn ,q (0) (4.5) 2 nq dir[18]. İspat q-taylor açılımından n,q (t ) k 0 (t x)kq k q ! Dqkn,q ( x) yazabiliriz. Burada t 0 olsun. ( x ) kq ( x ) k q k ( k 1) 2 olması ve (B1) özelliğinden ( x) k k ( k21) k n , q (0) q Dq n , q ( x ) 1 k 0 k q ! olup ( 1) k x k k ( k21) k q Dq n , q ( x ) 1 k 0 k q ! Vn, q (e0 ; x) 49 elde edilir. n,q (t ) (t x)kq k 0 k q ! Dqkn,q ( x) eşitliğinde her iki tarafın t ye göre q-türevi alındığında k q (t x)kq1 k Dqn , q (t ) Dq n , q ( x ) k q ! k 1 olur. t 0 için k q ( x)kq 1 k Dqn ,q (0) D ( x) k q ! q n,q k 1 olup (0 x ) kq 1 (0 x )(0 qx )...(0 q k 2 x ) ( x ) k 1 q xDqn,q (0) nq k q (1)k x k k ( k21) k q Dq n, q ( x) k 1 q n q k 1 k q ! ( k 1)( k 2) 2 olduğundan (4.6) bulunur. Diğer yandan k q (1)k x k k ( k21) k q Dq n, q ( x ) k 1 q n q k 1 k q ! Vn, q (e1; x ) olduğundan Eş. 4.6 ve Eş. 4.7 den Vn, q (e1 ; x) xDqn , q (0) n q elde edilir. Benzer şekilde k q k 1q (t x) kq 2 k (t ) Dq n , q ( x) k q ! k 2 2 q n,q D olup t 0 için k q k 1q ( x)k 2 ( k 2)(2 k 3) k (0) q Dq n , q ( x ) k q ! k 2 2 q n,q D (4.7) 50 dir. Böylece 2 2 q n ,q x D (0) (1) k k q k 1q x k k q ! k 2 q ( k 2)( k 3) 2 Dqkn , q ( x ) (4.8) ve xqDqn ,q (0) q k 1 (1)k k q x k k q ! q ( k 1)( k 2) 2 Dqkn ,q ( x) (4.9) olduğundan Eş.4.8 ve Eş. 4.9 dan 2 2 q n ,q x D (0) xqDqn , q (0) (1)k k q k 1q x k k q ! k 1 q (1)k k q x k k q ! k 1 (1)k k q x k k 1 k q ! (1)k k q x k k 1 k q ! bulunur. Yukarıdaki eşitlikte her iki taraf x 2 Dq2n ,q (0) xqDqn , q (0) 2 q n q q (1) k x k q k 1 k q ! ( k 1)( k 2) 2 ( k 2)( k 3) 2 q q ( k 2)( k 3) 2 1 2 q n q k ( k 1) 2 q ( k 2)( k 3) 2 Dqkn ,q ( x) Dqkn ,q ( x ) Dqkn , q ( x) k 1q q k 1 Dqkn ,q ( x ) k q ile çarpılırsa, 2 k q n,q D k q ( x) 2( k 1) 2 q nq (4.10) elde edilir. Diğer yandan (1)k x k V (e2 ; x) q k 1 k q ! n,q k ( k 1) 2 2 k q n,q D k q ( x) 2( k 1) 2 q n q olduğundan Eş. 4.10 ve Eş. 4.11 den (4.11) 51 Vn,q (e2 ; x ) x 2 Dq2n , q (0) 2 q nq x Dqn ,q (0) 2 nq elde edilir. Böylece ispat tamamlanır. 4.2.1. Uyarı Eş. 4.3, Eş. 4.4 ve Eş. 4.5, her f C2 ( ) için Vn ,q f C2 ( ) olmasını garanti eder. 4.2.2. Uyarı Eğer n, q ( x) eq ( nq x) alınırsa q-Szász-Mirakjan operatörü [40], n,q ( x) eq ( n p q x) alınırsa q-Szász-Schurer operatörü [41], n , q ( x) q-Baskakov operatörü [42], n , q ( x) 1 alınırsa (1 x) nq 1 alınırsa q-Baskakov-Schurer operatörü elde (1 x) nq p edilir. 4.3. q-Baskakov-Kantorovich Operatörlerinin Yeni Bir Genellemesi Her f C2 ( ), x , 0 q 1 için 1 k q q k t (1) k xk k ( k21) k d qt K ( f ; x) q Dq n, q ( x) f k 1 q n k 0 k q ! 0 q * n, q (4.12) şeklinde tanımlıdır. Burada n , q fonksiyon dizisi (B1)-(B3) özelliklerini sağlar. K n*, q operatörler dizisinin pozitif ve lineer olduğu açıktır. 4.3.1. Lemma m q K n*, q (em ; x ) j 0 j n q m dir[18]. m j 1 Vn, q (e j ; x ) m j 1q (4.13) 52 İspat Binom açılımından m m k q q k t m q d t 0 q k 1 n q j n j 0 q q 1 m j k q k 1 q n q j k q k 1 q n q j 1 t m j dqt 0 ve q-integral tanımından, 1 m j a ( m j ) a t dq t (1 q) q q a 0 0 (1 q) q a ( m j 1) a 0 (1 q) 1 1 q m j 1 1 m j 1q olup m m k q q k t m q d t 0 q k 1 n q j 0 j n q q 1 m j 1 m j 1 q bulunur. O halde m 1 k q q k t (1) k x k k ( k21) k dt K (em ; x ) q Dq n , q ( x) k 1 q n q k 0 k q ! 0 q * n,q ( 1) k x k k ( k21) k q Dq n ,q ( x ) k 0 k q ! m q j 0 j n q m m q j 0 j n q m m j 1 m j 1q m j k q 1 m j 1q q k 1 n q k q (1)k x k k ( k21) k k 1 q D ( x ) q n ,q q n k 0 k q ! q j j 53 m q j 0 j n q m m j 1 Vn*,q (e j ; x) m j 1q elde edilir. 4.3.1. Sonuç Her n , x , 0 q 1 için K n*,q (e0 ; x) 1 (4.14) K n*, q (e1; x ) n l1 q q x (1 q ) n q nq (4.15) K n*, q (e2 ; x) n l1 q n l1 l2 q 2 1 3q n l1 q q2 x x 2 1 q n 2 q n q 1 q q 2 n 2q q (4.16) 2 K n*, q e1 xe0 ; x 1 a l1 , l2 , q x 2 b l1 , l2 , q x 1 q nq Burada a l1 , l2 , q ve b l1 , l2 , q , l1 , l2 ve q ya bağlı sabitlerdir [18]. İspat Eş. 4.1 den Dqn ,q (0) n l1 q , Dq2n, q (0) n l1 q n l1 l2 q dir. Ayrıca Eş. 4.13 ve Eş. 4.3 den K n*, q (e0 ; x) Vn*, q (e0 ; x ) 1 (4.17) 54 Eş. 4.13 den 1 q K (e1 ; x ) j 0 j n q 1 * n,q 1 j 1 Vn, q (e j ; x ) 1 j 1q 1 q 1 1 Vn,q (e0 ; x) Vn, q (e1; x) 0 nq 2q 1 bulunur. Burada Eş. 4.3 ve Eş. 4.4 den K n*, q (e1 ; x ) x Dqn , q (0) nq q n q (1 q ) n l1 q q x nq nq (1 q) elde edilir. Benzer şekilde Eş. 4.13 den 2 q K (e2 ; x) j 0 j n q 2 * n,q 2 q 0 n q 2 j 1 Vn,q (e j ; x) 2 j 1q 2 1 2 q Vn, q (e0 ; x ) 3 1 n q q 1 2 Vn, q (e1 ; x) Vn,q (e2 ; x) 2 2 q bulunur. Burada Eş. 4.3, Eş. 4.4 ve Eş. 4.5 den K * n,q (e2 ; x ) x 2 Dq2n ,q (0) 2 q n q x 1 3q Dqn ,q (0) n l1 q n l1 l2 q 2 x 2 2 1 q q n q n q n l1 q n l1 l2 q 2 q n q x2 1 3q n l1 q q2 x 2 1 q n 2 (1 q q 2 ) n q elde edilir. Böylece Eş. 4.14, Eş. 4.15 ve Eş. 4.16 dan q 55 n l1 n l1 l2 n l1 q 2 1 3q n l1 q q q q K n*, q (e1 xe0 ) 2 ; x 2 1 x 2 2 1 q n (1 q ) n q n q q n q q q2 2 (1 q q 2 ) n q n q 2 n l1 q l1 l2 q q n l1 q 1 q n q l1 q l1 l2 q 2 2 2 q n n q q n q n q q q 1 2q (1 3q )q n l1 q 2 (1 q ) n q (1 q ) n q x x2 q2 x 2 (1 q q 2 ) n q 1 a(l1 , l2 , q) x 2 b(l1 , l2 , q ) x 1 q n q elde edilir. 4.3.1. Teorem (qn ) , n için qn (0,1) ve lim qn 1 olacak şekilde bir dizi ve A 0 olsun. Bu n durumda her f C2* ( ) için K n*, q operatörler dizisi 0, A aralığında f fonksiyonuna düzgün yakınsar[18]. İspat Sonuç 4.3.1 göz önüne alındığında ispat Bohman-Korovkin teoreminden açıktır. Aynı sonuç Vn, q operatörü için de geçerlidir. 56 4.4. q-Baskakov-Kantorovich Operatörlerinin Yeni Bir Genellemesinin Ağırlıklı İstatistiksel Yaklaşım Özellikleri Bu kısımda Teorem 3.3.1 kullanılarak sırasıyla Eş. 4.2 ve Eş. 4.12 ile verilen Vn, q ve K n, q operatörlerinin istatistiksel yaklaşım özellikleri incelenecektir[18]. 4.4.1. Teorem 1 ( x) 1 x 2 , 2 ( x ) 1 x 2 , 1 olmak üzere eğer st lim qn 1 ise her f C1 ( ) n için st lim Vn,qn f f n 2 0, st lim K n*, qn f f n 2 0 dır[18]. İspat st lim K n*, qn f f K * n , qn 0 e e0 1 0 olduğunu gösterelim. Eş 4.14 den 2 n K n*, qn (e0 ; x) e0 ( x) sup 1 ( x) x 0 olup st lim K n*, qn e0 e0 n 0 1 olur. Eş. 4.15 den K n*, qn (e1 ; x) e1 ( x ) x n l1 q nq n x n x qnn l1 q n n nq n K n*, qn (e1 ; x) e1 ( x) 1 x 2 qnn l1 q n q n n qn (1 qn ) n q qn (1 qn ) n q n qn (1 qn ) n q n 57 elde edilir. Burada st lim qn 1 , st lim n n 1 0 olduğundan nq n st lim K n*,qn e1 e1 n 1 0 bulunur. Eş. 4.16 dan K n*, qn (e2 ; x) x2 n l1 q n l1 l2 q 2 qn nq n n K n*,qn (e2 ; x ) e2 ( x ) 1 x2 n x 1 3qn n l1 qn qn2 2 1 qn n2 (1 qn qn2 ) nq q n n x 2 n l1 qn n l1 l2 qn x 1 3qn n l1 qn 1 qn2 1 1 x2 qn n q 1 x 2 1 qn n 2 1 x 2 (1 qn qn2 ) n 2 q q n n n qnn l1 q l1 l2 q l1 qn l1 l2 qn n l1 qn 1 1 qnn n n 3 2 2 2 qn n q qn n q q n n nq n q q n n n n n olup st lim K n*, qn e2 e2 n 1 0 dır. Böylece Teorem 3.3.1 de A C1 , 1 ( x ) 1 x 2 , 2 ( x) 1 x 2 , 1 , x alınarak ispat tamamlanır. 4.5. q-Baskakov-Kantorovich Operatörlerinin Yeni Bir Genellemesinin Yakınsama Hızı Bu kısımda, Eş.2.10 da 2 m alınarak elde edilen m ( f , ) sup x 0 0 h f ( x h) f ( x ) 1 x h m , f Cm* ( ) ağırlıklı süreklilik modülü yardımıyla Vn, q ve K n.q operatörlerinin yakınsama hızı verilecektir (4.18) 58 4.5.1. Lemma Her m ve 0 q 1 için Vn, q (em ; x ) Bml1 ,,lq2 (1 x m ) K n*, q (em ; x) Aml1 ,,lq2 (1 x m ), x , n . Burada Aml1 ,,lq2 ve Bml1 ,,lq2 , m, q, l1 ve l 2 ye bağlı pozitif sabitlerdir[18]. İspat k q (1)k x k k ( k21) k Vn,q (em ; x) q Dq n ,q ( x ) k 1 q n k 0 k q ! q m k k (1) k x k ( k 1)2 k 2 k q q Dq n ,q ( x) k 1 q q n k q ! k 1 n q q m 1 1 (1)k 1 x k 1 q k q ! k 0 n q k k 1 2 1 k 1 Dqk 1n ,q ( x) m1 k 1 q q q nq m 1 (B3) den Dqk 1n,q ( x) n l1 q Dqknl2 ,q ( x) m 1 dir. Bu ifade yukarıdaki eşitlikte yerine yazılırsa ve son ifade n l2 q ile çarpılıp bölünürse, m 1 n,q V n l1 q n l2 q (1) k x k k ( k21) k 1 k 1q (em ; x) x q D ( x ) q n l , q m q m 1 q k 1 n l2 q k 0 k q ! n q elde edilir. Böylece Eş. 3.27 ve Eş. 4.2 den 2 m1 59 m 1 n,q V n l1 q n l2 q (em ; x) x m nq l1 q x 1 qn n q 2 q m 1 Vn*l2 ,q (em 1 ; x ) l2 q 1 q n n q m 1 2 q m 1 Vn*l2 , q (em1 ; x) (4.19) olur. Eş. 4.19 ve tümevarım yönteminden l1 q Vn, q (em ; x) x m 1 q n nq m l2 q 1 q n nq m ( m 1) 2 2 q m ( m 1) 2 bulunur. xm 1 xm , 1 qn l1 q 1 q n l1 q 1 l1 nq ve 1 q n l2 q 1 q n l2 q 1 l2 nq eşitsizlikleri yardımıyla m Vn, q (em ; x) 1 l1 1 l2 m ( m 1) 2 2 q m ( m 1) 2 1 x B 1 x m l1 , l2 m,q elde edilir. Ayrıca Lemma 4.3.1 den m q K (em ; x ) j 0 j n q m j m * n,q 1 Vn, q (e j ; x ) m j 1q olup Eş. 4.20 den m q K n*, q (em ; x) j 0 j n q m m j 1 B l1 ,l2 1 x j m j 1q j,q m (4.20) 60 Aml1 ,,lq2 1 xm elde edilir. 4.5.1. Teorem Eğer f Cm* ( ) ise bu durumda n,q V 1 ff k m f ; m 1 q n q ve K * n,q 1 ff km f ; m 1 q nq eşitsizlikleri gerçeklenir. Burada k , f ve n den bağımsız bir sabittir[18]. İspat İspat K n*, q operatörü için yapılacaktır. Vn, q operatörü için de benzer ispat yapılabilir. 1 k q q k t (1)k x k k ( k21) k d t K ( f ; x) q Dq n,q ( x) f k 1 q n q k 0 k q ! 0 q * n, q olmak üzere bu ifadedeki integralde k q q k t u q k 1 n q şeklinde bir değişken değiştirmesi yapılırsa, k (1) k x k K ( f ; x) f ( x) q k 0 k q ! * n,q k ( k 1) 2 olur. Eş. 4.21 de Eş. 3.24 kullanılırsa n q k q /q q k q n,q D ( x) q k 1 n q k q / q k 1 n q f (t ) f ( x ) d q t (4.21) 61 n q (1) k x k k ( k21) k K ( f ; x ) f ( x) q Dq n , q ( x) q k 0 k q ! * n,q k q qk / qk 1 nq 1 2x t t x 1 ( f , )d t m m k q / q k 1 nq t x m ( f , ) K n*, q (1 (2 x t )m ; x) K n*,q (1 (2 x t ) m ) ; x q (4.22) olur. Ayrıca q-integral için Cauchy-Schwarz eşitsizliğinden tx m K n*, q (1 (2 x t ) m ) ; x K n*, q 1 (2 x t )2 ; x tx2 K n*, q ; x 2 olup bu eşitsizlik Eş. 4.22 de kullanılırsa m K n*, q ( f ; x) f ( x ) m ( f , ) K n*, q (1 (2 x t ) m ; x) K n*, q 1 (2 x t ) 2 ; x tx2 K n*, q ;x 2 (4.23) elde edilir. Ayrıca Lemma 4.5.1 den K * n, q (1 (2 x t ) m ; x) kml1 ,,lq2 (1 xm ) m (4.24) l1 , l2 K n*, q 1 (2 x t ) 2 ; x k m , q (1 x m ) (4.25) olacak şekilde k ve k pozitif sabitleri bulunabilir. Eş. 4.17 den K * n,q tx2 1 ; x 2 1 (a (l1 , l2 , q ) x 2 b(l1 , l2 , q ) x 1) q n q c(l1 , l2 , q ) q n q c(l1 , l2 , q ) 1 x2 1 x q n q (4.26) 62 eşitsizliği yazılabilir. Eş. 4.23, Eş. 4.24, Eş. 4.25 ve Eş. 4.26 dan l1 ,l2 (1 x m )(1 x) l1 ,l2 m K ( f ; x ) f ( x ) m ( f , ) km, q (1 x ) k m ,q c (l1 , l2 , q ) q n q * n,q K n*, q ( f ; x) f ( x) 1 x m1 1 x m l1 ,l2 1 (1 x m )(1 x) m ( f , ) kml1 ,,lq2 k c ( l , l , q ) m , q 1 2 1 x m 1 1 x m1 q n q olup bu eşitsizliğin her iki tarafının supremumu alınırsa sup K n*,q ( f ; x) f ( x ) 1 x m 1 x K n*, q f f l1 ,l2 1 m ( f , ) kml1 ,,lq2 k m ,q c(l1 , l2 , q) k1 q n q l1 ,l2 1 m ( f , ) kml1 ,,lq2 k m, q c(l1 , l2 , q ) k1 m 1 q n q 1 xm x xm 1 dir. 1 x m1 x0 elde edilir. Burada k1 sup Yukarıdaki eşitsizlikte q n 1 2 alınırsa istenilen sonuç bulunur. 4.5.1. Uyarı st lim qn 1 ise st lim n 0 olacağından, st lim m ( f , n ) 0 bulunur. Böylece n n n Teorem 4.5.1 Vn*, q ve K n*, q operatörlerinin f ye istatistiksel yakınsaklık hızını verir. 63 5. BAZI ÖZEL DURUMLAR Bu bölümde Vn*, q ve K n, q operatörlerinin üç özel durumu verilecektir. 5.1. q-Szász-Mirakjan ve q-Szász-Mirakjan-Kantorovich Operatörleri n,q ( x ) : eq n q x , x , n olsun. Bu durumda her (n, k ) için n , q (0) 1 k ve Dqk n ,q ( x) n q Dqk 1n , q ( x ) ( 1) k n q n , q ( x), x 0 olur. Böylece K n, q operatörü S ( f ; x) eq nq x * n,q q k ( k 1) 2 k 0 nkq xk 1 k q q k t d t f k q ! 0 q k 1 nq q şeklinde tanımlanan Kantorovich tipli q-Szász-Mirakjan operatörüne dönüşür. Vn*, q operatörü ise S n , q ( f ; x ) eq nq x q k ( k 1) 2 k 0 nkq x k k q ! k f k 1 q q nq şeklinde tanımlı q-Szász-Mirakjan operatörüne dönüşür[40]. Lemma 4.2.1 ve Eş. 4.13 kullanıldığında, Her x 0, n , 0 q 1 için S n ,q (e0 ; x) 1 S n ,q (e1 ; x) x x2 x S n ,q (e2 ; x) q n q elde edilir. S n*,q (e0 ; x) 1 S n*,q (e1 ; x) x q (1 q ) n q x2 1 3q q2 S (e2 ; x ) x 2 q (1 q ) n q (1 q q 2 ) n q * n ,q 64 5.2. q-Baskakov ve q-Baskakov-Kantorovich Operatörleri n ,q ( x ) 1 , x , n olsun. Bu durumda q-türev tanımından her x , (1 x) nq (n, k ) ve 0 q 1 için Dqkn, q ( x) nq Dqk 1n 1, q ( x) (1) k nq n 1q ... n k 1q n k ,q ( x) dir. Böylece K n, q operatörü her f C2 ( ), x , n , 0 q 1 için n k 1 k ( k21) xk K ( f ; x) q k q (1 x)nq k k 0 * n, q 1 0 k q q k t dt f k 1 q n q q operatörüne dönüşür. Eş. 4.13 den x 0, n , 0 q 1 olmak üzere K n*,q (e0 ; x) 1 K n*,q (e1; x ) x K n*, q (e2 ; x ) q (1 q ) n q n 1q q n q x2 1 3q q2 x 2 (1 q ) n q (1 q q 2 ) n q dir. 5.3. q-Szász-Mirakjan-Schurer ve q-Szász-Mirakjan-Schurer-Kantorovich Operatörleri n,q ( x ) : eq n l q x , x , n , l 0 olsun. Bu durumda her (n, k ) için k n , q (0) 1 ve Dqk n ,q ( x) n l q Dqk 1n , q ( x) ( 1) k n l q n , q ( x), x 0 dir. Böylece q-Szász-Mirakjan-Schurer ve Kantorovich tipli q-Szász-Mirakjan-Schurer operatörleri, sırasıyla, 65 S n , q ( f ; x ) eq n l q x q k ( k 1) 2 k 0 n l kq x k k q ! k f k 1 q q n q ve S ( f ; x) eq n l q x * n,q şeklinde tanımlıdır. q k 0 k ( k 1) 2 n l kq xk 1 k q qk t d t f k q ! 0 qk 1 nq q 66 67 6. SONUÇ VE ÖNERİLER Yaklaşım teorisi, polinomların yaklaşımında, Fonksiyonel Analizin çeşitli alanlarında, diferensiyel ve integral denklemlerin nümerik çözümlerinde önemli uygulamalara sahiptir. Korovkin tipi teoremler de yaklaşım teorisinin temelini oluşturmaktadır[4]. Diğer yandan Steinhaus ve Fast tarafından tanımlanan istatistiksel yakınsaklık kavramının bir çok genellemesi ve uygulaması araştırmacılar tarafından çalışılmıştır. Bunlardan bazıları istatistiksel yakınsaklık kullanılarak, lineer pozitif operatör dizileri için elde edilen Korovkin tipi sonuçlardır[43-44]. Son yıllarda ise bir çok araştırmacı tarafından verilen yeni operatör dizilerinin çeşitli yakınsaklık özellikleri incelenmektedir. Dolayısıyla bu konu araştırmacıların ilgisini çekmektedir. 68 69 KAYNAKLAR 1. Weierstrass, K. (1885). Über die analytische Darstellbarkeit sogenannter willkürlicher Functionen einer reellen Veränderlichen. Sitzungsberichte der KöniglichPreussischen Akademie der Wissenschaften zu Berlin. 2. Bernstein, S.N. (1912). Démonstration du théorème de Weierstrass fondée sur le calcul des probabilités. Communications de la Société Mathématique de Kharkov 2. Series XIII (1). 3. Bohman, H. (1952). On approximation of continuous and of analytic functions. Arkiv. Mat. (2). 4. Korovkin, P.P. (1953). On convergence of linear positive operators in the space of continuous functions. Dokl. Akad. Nauk. SSSR (N.S.). 5. Lupaş, A. (1987). q-Analogue of the Bernstein operator. Babeş-Bolyai University, Seminar on Numerical and Statistical Calculus. 6. Phillips, G.M. (1997). Bernstein polynomials based on the q-integers. Ann. Numer. Math. 7. Trif, T. (2000). Meyer-König and Zeller operators based on the q-integers. Rev. Anal. Numér. Théor. Approx. 8. Doğru, O. ve Duman, O. (2006). Statistical approximation of Meyer-König and Zeller operators based on q-integers. Publ.Math. Debrecen, 199-214. 9. Doğru, O., Duman, O. ve Orhan, C. (2003). Statistical approximation by generalized Meyer-König and Zeller type operators. Studia Sci. Math. Hungar, 359-371. 10. Doğru, O. ve Gupta, V. (2006). Korovkin-type approximation properties of bivariate q-Meyer-König and Zeller operators. Calcolo, 51-63. 11. Doğru, O. ve Gupta, V. (2005). Monotonicity and the asymptotic estimate of Bleimann Butzer and Hahn operators based on q-integers. Georgian Math. J. 12. Derriennic, M.M. (2005). Modified Bernstein polynomials and Jacobi polynomials in q-calculus. Rend. Circ. Mat. PalermoSerie II, 269-290. 13. Gupta, V. (2008). Some approximation properties of q-Durrmeyer operators. Appl. Math. Comput., 172-178. 14. Radu, C. (2008). Statistical approximation properties of Kantorovich operators based on q-integers. Creat. Math. Inform., 75-84. 15. Gadjiev, A.D. ve Orhan, C. (2002). Some approximation theorems via statistical convergence. Rocky Mountain J. Math., 129-138. 70 16. Agratini, O. (2009). On statistical approximation in spaces of continuous functions. Positivity, 735-743. 17. Gupta, V. ve Radu, C. (2009). Statistical approximation properties of q-BaskakovKantorovich operators. Central European Journal of Math., 809-818. 18. Mahmudov, N.I. (2010). Statistical approximation of Baskakov and BaskakovKantorovich operators based on q-integers. Central European Journal of Math. 19. Kac, V. ve Cheung, P. (2002). Quantum calculus. New York: Springer-Verlag. 20. Ernst, T. (2000). The history of q-calculus and a new method. Uppsala: U.U.D.M. Report, 231. 21. Andrews, G.E., Askey, R. ve Roy, R. (1999). Special functions. İngiltere: Cambridge Univ. Press. 22. Lorentz, G.G. (1953). Bernstein polynomials. Math. Expo. 23. Niven, I. ve Zuckerman, H. S. (1980). An introduction to the theory of numbers. New York: John Walley and Sons. 24. Steinhaus, H. (1951). Sur la convergence ordinaire etta convergence asymptotique. Colloq. Math., 73-74. 25. Fast, H. (1951). Sur la convergence statistique. Colloq. Math., 241-244. 26. Salát, T. (1980). On statistically convergent sequences of real numbers. Math. Slovaca 30, 139-150. 27. Fridy, J. A. (1985). On statistical convergence. .Analysis 5, 301-313. 28. Connor, J. S. (1989). On strong matrix summability with respect to a modulus and statistical convergence. Canad Math. Bull., 194-198. 29. Maddox, I.J. (1970). Elements of functional analysis. İngiltere: Cambridge University Press. 30. Hardy, G.H. (1949). G.H. Divergent series. İngiltere: Oxford University Press. 31. Freedman, A. R. ve Sember, J. J. (1981). Densities and summability. Paci.c J. Math., 293-305. 32. Kolk, E. (1993). Matrix summability of statistically convergent sequences. Analysis 13, 77-83. 33. Miller, H. I. (1995). A measure theoritic subsequences characterization of statistical convergence. Trans. Amer. Soc., 1811-1819. 71 34. Hacısalihoğlu, H. ve Hacıyev, A. (1995). Lineer pozitif operatör dizilerinin yakınsaklığı. Ankara: A.Ü.F.F. Yayınları. 35. López-Moreno, A.J. (2004). Weighted silmultaneous approximation with Baskakov type operators. Acta Math. Hungar, 143-151. 36. Aral, A. ve Gupta, V. (Baskıda). On the Durrmeyer type modification of the qBaskakov type operators. Nonlinear Anal. 37. Baskakov, V.A. (1957). An example of a sequence of linear positive operators in the space of continuous functions. Dokl.Akad. Nauk. SSSR, 249-251. 38. Abel, U. ve Gupta, V. (2003). An estimate of the rate of convergence of a Bezier variant of the Baskakov-Kantorovich operators for bounded variation functions. Demonstratio Math., 123-136. 39. Duman, O. ve Orhan, C. (2004). Statistical approximation by positive linear operators. Studia Math., 187-197 40. Mahmudov, N.I. (Baskıda). On q-parametric Szasz-Mirakjan operators. Mediterranean J.Math. 41. Özarslan, M.A. (Baskıda). q-Szasz Schurer operators. 42. Aral, A., Gupta, V. (2010). On the Durrmeyer type modification of the q- Baskakov type operators. Nonlinear Anal., 1171-1180. 43. Gadjiev, A.D. ve Orhan, C. (2002). Some approximation theorems via statistical convergence. Rocky Mountain J.Math., 129-138. 44. Erkuş, E. ve Duman, O. (2006). A Korovkin type approximation theorem in statistical sense. Studia Sci. Math. Hungar., 285-294. 72 73 ÖZGEÇMİŞ Kişisel Bilgiler Soyadı, adı : KARTAL, Bağdagül Uyruğu : T.C. Doğum tarihi ve yeri : 30/05/1991, Ankara Medeni hali : Bekâr Telefon : 0 (535) 4219773 e-mail : [email protected] Eğitim Derece Okul / Program Mezuniyet Yılı Lisans Ankara Üniversitesi/Matematik 2012 Lise Kocatepe Mimar Kemal YDA Lisesi 2008 Yıl Çalıştığı Yer Görev 2013- Devam ediyor Erciyes Üniversitesi Araştırma Görevlisi İş Deneyimi YabancıDil İngilizce Hobiler Voleybol, Yüzme. GAZİ GELECEKTİR...