Polinomo de Ĉebiŝev

Unua eldono : 2015-06-18
Lasta ŝanĝo :

Polinomo de Ĉebiŝev

Pafnutij Lvoviĉ Ĉebiŝov (aŭ Ĉebiŝev) (Пафну́тий Льво́вич Чебышёв) estis rusa matematikisto. Polinomo (Polinomio) de Ĉebiŝov estas la plej profunda rezulto el la teorio aproksimaĵoj.

kosinuso kaj polinomo de Ĉebiŝev

(Unua) Polinomo de Ĉebiŝev estas unu el polinomoj :

`T_n(x) = {(cos(cos^(-1)x), if |x| <= 1),(cosh(cosh^(-1)x),if x >= 1), ((-1)^n cosh(cosh^(-1) (-x)),if x <= -1):}` .

aŭ en publika formo:

`T_n(x) = 1/2 ((x + i sqrt( 1 - x^2) )^n + (x - i sqrt(1 - x^2))^n) = 1/2 ((x + sqrt(x^2 - 1) )^n + (x - sqrt(x^2 - 1))^n)`

Trigonometrika funkcio

Duobla angulo por kosinuso estas
`cos 2 theta = 2 cos^2 theta - 1` ,
kaj triobla angulo por kosinuso estas
`cos 3 theta = 4 cos^3 theta - 3 cos theta` .

Ĉe tiuj ekvacioj montrias, ke `cos 2 theta` esprimas kiel polinoma funkcio de grado 2 por `cos theta`, kaj `cos 3 theta` esprimas esprimas kiel polinoma funkcio de grado 3 por `cos theta`. Do, estas rekta, ke `cos n theta` esprimas esprimas kiel polinoma funkcio de grado n por `cos theta` ?

La respondo estas 'Jes'. La polinoma funkcio de grado `n` esprimas kiel `T_n(x) (n >= 0) `, kaj nominas "polinomo de Ĉebiŝev de grado `n`.

Rekura formulo

Oni povas prezenti `cos n theta` kiel polinomo de grado `n` .

pruvo

Indukuto Bazo : n = 1, ni havas `cos 1 theta = cos theta`

Indukuto Bazo : n = 2, ni havas `cos 2 theta = 2 cos^2 theta - 1`

Indukto-paŝo: La aserto estu vera por `n = k - 1` kaj `n = k` (k = 2, 3, 4, ...) . De adicia teoremo, `cos (k + 1) theta = cos k theta cos theta - sin k theta sin theta`
kaj
`cos (k - 1) theta = cos k theta cos theta + sin k theta sin theta`
Ni adicu 2 suprajn egalaĵojn.
`cos (k + 1) theta - cos (k - 1) theta = 2 cos k theta cos theta`
Do
`cos (k + 1) theta = 2 cos k theta cos theta - cos (k - 1) theta`
Dekstra termo estas sumo de polinomo de `cos theta` , tiel maldekstra termo estas ankaŭ polinomo de `cos theta`.

Grafikaĵo de Polinomo de Ĉebiŝev

oranĝa : `T_1(x)`, ruĝa : `T_2(x)`, purpura : `T_3(x)`, verda : `T_4(x)`, blua : `T_5(x)` .

Ligoj


Lernejo de Marinkjo > Ĉambro de matematiko > polinomo de Ĉebiŝef