チェビシェフ多項式の積表示
チェビシェフ多項式の積表示
(1)
\[ T_{n}(x)=2^{n}\prod_{k=1}^{n}\left(x-\cos\left(\frac{2k-1}{2n}\pi\right)\right) \](2)
\[ U_{n-1}(x)=2^{n-1}\prod_{k=1}^{n-1}\left(x-\cos\left(\frac{k}{n}\pi\right)\right) \](1)
\(T_{n}(x)\)の零点は\(T_{n}(x)=\cos\left(n\cos^{\bullet}x\right)\)より、\[ n\cos^{\bullet}x=\frac{2k-1}{2}\pi\qquad,\qquad k=1,2,\cdots\cdots,n \] となるので、
\[ x=\cos\left(\frac{2k-1}{2n}\pi\right) \] となる。
\(T_{n}(x)\)は\(n\)次の多項式で最高次の係数は\(2^{n}\)である。
これより、
\[ T_{n}(x)=2^{n}\prod_{k=1}^{n}\left(x-\cos\left(\frac{2k-1}{2n}\pi\right)\right) \]
(2)
\(U_{n-1}(x)\)の零点は\(U_{n-1}(x)=\frac{\sin\left(n\cos^{\bullet}x\right)}{\sin\cos^{\bullet}x}\)より、\[ n\cos^{\bullet}x=k\pi\qquad,\qquad k=1,2,\cdots\cdots,n \] となるので、
\[ x=\cos\left(\frac{k}{n}\pi\right) \] となる。
\(U_{n-1}(x)\)は\(n-1\)次の多項式で最高次の係数は\(2^{n-1}\)である。
これより、
\[ U_{n-1}(x)=2^{n-1}\prod_{k=1}^{n-1}\left(x-\cos\left(\frac{k}{n}\pi\right)\right) \]
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タイトル | チェビシェフ多項式の積表示 |
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チェビシェフ多項式の昇降演算子
\[
\left(\left(1-x^{2}\right)\frac{d}{dx}\mp nx\right)T_{n}(x)=\mp nT_{n\pm1}(x)
\]
チェビシェフ多項式の直交性
\[
\int_{-1}^{1}T_{m}(x)T_{n}(x)\frac{dx}{\sqrt{1-x^{2}}}=\frac{\pi}{2}\left(\delta_{mn}+\delta_{0m}\delta_{0n}\right)
\]
チェビシェフ多項式の漸化式
\[
T_{n+1}(x)=2xT_{n}(x)-T_{n-1}(x)
\]
第3種・第4種チェビシェフ多項式の漸化式
\[
V_{k+1}(x)=2xV_{k}(x)-V_{k-1}(x)
\]