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。

微分方程的研究中,数学家提出切比雪夫微分方程

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