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Accès ouvert déclaré 2026 article

Second-order polygonal discretization of the area functional and explicit error asymptotics

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Résumé fourni par la source

We study a geometric polygonal discretization of the area functional\[A(\gamma) = \frac{1}{2} \int_a^b (x,dy - y,dx)\]for planar parametrized curves. The method is based on a chordal (shoelace-type) construction and depends only on endpoint values of the parametrization. We establish convergence for $C^1$-curves and prove second-order accuracy under $C^2$ regularity. For $C^3$-curves, we derive a complete asymptotic expansion of the discretization error and explicitly identify the leading term\[A(\gamma) - S_n(\gamma) = \frac{h^2}{12} \int_a^b \det(\gamma'(t), \gamma''(t)),dt + O(h^3),\]revealing a direct dependence on curvature.The analysis highlights a nontrivial cancellation mechanism inherent in the geometric structure of the method, distinguishing it from classical quadrature rules applied to the corresponding integrand. As an application, we consider a rational parametrization of the unit circle and obtain an explicit asymptotic formula for the associated rational approximation of $\pi$. Numerical experiments confirm the theoretical convergence rate and demonstrate the efficiency of Richardson extrapolation.The results establish a precise connection between geometric discretizations and classical numerical integration theory.

Ce résumé expose les affirmations des auteurs. BNTIC ne l’interprète pas comme une validation indépendante des résultats.

Contrôle bibliographique ouvert

DOI retrouvé dans Crossref DOI retrouvé ; titre concordant.

Titre Crossref
Second-order polygonal discretization of the area functional and explicit error asymptotics
Date Crossref
31/08/2026
Éditeur
Academia Romana Filiala Cluj
Type
journal-article

Ce recoupement confirme des métadonnées liées au DOI. Il ne confirme ni la méthode ni les conclusions de l’étude et ne compte pas comme une seconde source scientifique indépendante.

Institutions déclarées

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Sujets associés

Advanced Numerical Methods in Computational MathematicsMatrix Theory and AlgorithmsNumerical methods for differential equations

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