切比雪夫多项式
切比雪夫多项式是与棣美弗定理有关,以递归方式定义的一系列正交多项式序列。通常,第一类切比雪夫多项式以符号Tn表示,第二类切比雪夫多项式用Un表示。切比雪夫多项式 Tn 或 Un 代表 n 阶多项式。
基本介绍
切比雪夫多项式在逼近理论中有重要的应用。这是因为第一类切比雪夫多项式的根(被称为切比雪夫节点)可以用于多项式插值。相应的插值多项式能最大限度地降低龙格现象,并且提供多项式在连续函数的最佳一致逼近。
在微分方程的研究中,数学家提出切比雪夫微分方程
和
基本性质
对每个非负整数,和 都为次多项式。并且当为偶(奇)数时,它们是关于的偶(奇)函数,在写成关于的多项式时只有偶(奇)次项。
时,的最高次项系数为 ,时系数为1。
按切比雪夫多项式的展开式
一个次多项式按切比雪夫多项式的展开式为如下:
多项式按切比雪夫多项式的展开可以用 Clenshaw 递推公式计算。
第一类切比雪夫多项式
由以下递推关系确定
也可以用母函数表示
第二类切比雪夫多项式
由以下递推关系给出
此时母函数为
参考资料