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盖根鲍尔多项式

盖根鲍尔多项式又称超球多项式,是定义在区间上、权函数为正交多项式。它是勒让德多项式切比雪夫多项式的推广,又是雅可比多项式的特殊情况。它以奥地利数学家Leopold Gegenbauer命名。

盖根鲍尔多项式

性质

盖根鲍尔多项式具有若干性质:

 
 
  • 盖根鲍尔多项式是盖根鲍尔微分方程的特解 (Suetin 2001):
 
α = 1/2, 方程约化为勒让德方程, 盖根鲍尔多项式约化为勒让德多项式.
 
(Abramowitz & Stegun p. 561 (页面存档备份,存于互联网档案馆)). 其中(2α)n上升阶乘幂. 具体来说,
 
 
因而满足罗德里格公式
 

正交归一性

n ≠ m时,对于固定的α和权函数

 ,

盖根鲍尔多项式在区间[−1, 1]上加权正交 (Abramowitz & Stegun p. 774 (页面存档备份,存于互联网档案馆))

 

归一性:

 

应用

盖根鲍尔多项式作为勒让德多项式的扩展经常出现在势理论和谱分析中. Rn空间中的牛顿势可以在α = (n − 2)/2情况下展开为盖根鲍尔多项式,

 

n = 3, 可以得到引力势的勒让德展开。类似的表达式还有球中泊松核的展开(Stein & Weiss 1971).

当只考虑x时, 球谐函数

盖根鲍尔多项式在正定函数理论中亦有涉及。

另见

参考文献

  • Abramowitz, Milton; Stegun, Irene Ann (编). Chapter 22. Handbook of Mathematical Functions with Formulas, Graphs, and Mathematical Tables. Applied Mathematics Series 55 Ninth reprint with additional corrections of tenth original printing with corrections (December 1972); first. Washington D.C.; New York: United States Department of Commerce, National Bureau of Standards; Dover Publications. 1983: 773. ISBN 978-0-486-61272-0. LCCN 64-60036. MR 0167642. LCCN 65-12253.  已忽略未知参数|orig-date= (帮助)
  • Bayin, S.S., Mathematical Methods in Science and Engineering, Wiley, 2006 , Chapter 5.
  • Koornwinder, Tom H.; Wong, Roderick S. C.; Koekoek, Roelof; Swarttouw, René F., Orthogonal Polynomials, Olver, Frank W. J.; Lozier, Daniel M.; Boisvert, Ronald F.; Clark, Charles W. (编), NIST Handbook of Mathematical Functions, Cambridge University Press, 2010, ISBN 978-0521192255, MR2723248 
  • Stein, Elias; Weiss, Guido, Introduction to Fourier Analysis on Euclidean Spaces, Princeton, N.J.: Princeton University Press, 1971, ISBN 978-0-691-08078-9 .
  • Suetin, P.K., Ultraspherical polynomials, Hazewinkel, Michiel (编), 数学百科全书, Springer, 2001, ISBN 978-1-55608-010-4 .

盖根鲍尔多项式, displaystyle, alpha, 又称超球多项式, 是定义在区间, displaystyle, 权函数为, displaystyle, alpha, 的正交多项式, 它是勒让德多项式和切比雪夫多项式的推广, 又是雅可比多项式的特殊情况, 它以奥地利数学家leopold, gegenbauer命名, 目录, 性质, 正交归一性, 应用, 另见, 参考文献性质, 编辑具有若干性质, 可由其母函数表示, stein, weiss, 1971, displaystyle, frac, alpha,. 盖根鲍尔多项式C n a displaystyle C n alpha 又称超球多项式 是定义在区间 1 1 displaystyle 1 1 上 权函数为 1 x 2 a 1 2 displaystyle 1 x 2 alpha 1 2 的正交多项式 它是勒让德多项式和切比雪夫多项式的推广 又是雅可比多项式的特殊情况 它以奥地利数学家Leopold Gegenbauer命名 盖根鲍尔多项式 目录 1 性质 2 正交归一性 3 应用 4 另见 5 参考文献性质 编辑盖根鲍尔多项式具有若干性质 盖根鲍尔多项式可由其母函数表示 Stein amp Weiss 1971 IV 2 1 1 2 x t t 2 a n 0 C n a x t n displaystyle frac 1 1 2xt t 2 alpha sum n 0 infty C n alpha x t n dd 盖根鲍尔多项式满足递推关系 Suetin 2001 C 0 a x 1 C 1 a x 2 a x C n a x 1 n 2 x n a 1 C n 1 a x n 2 a 2 C n 2 a x displaystyle begin aligned C 0 alpha x amp 1 C 1 alpha x amp 2 alpha x C n alpha x amp frac 1 n 2x n alpha 1 C n 1 alpha x n 2 alpha 2 C n 2 alpha x end aligned dd 盖根鲍尔多项式是盖根鲍尔微分方程的特解 Suetin 2001 1 x 2 y 2 a 1 x y n n 2 a y 0 displaystyle 1 x 2 y 2 alpha 1 xy n n 2 alpha y 0 dd 当 a 1 2 方程约化为勒让德方程 盖根鲍尔多项式约化为勒让德多项式 可由高斯超几何级数表示 C n a z 2 a n n 2 F 1 n 2 a n a 1 2 1 z 2 displaystyle C n alpha z frac 2 alpha n n 2 F 1 left n 2 alpha n alpha frac 1 2 frac 1 z 2 right dd Abramowitz amp Stegun p 561 页面存档备份 存于互联网档案馆 其中 2a n 为上升阶乘幂 具体来说 C n a z k 0 n 2 1 k G n k a G a k n 2 k 2 z n 2 k displaystyle C n alpha z sum k 0 lfloor n 2 rfloor 1 k frac Gamma n k alpha Gamma alpha k n 2k 2z n 2k dd 它是雅可比多项式的特例 Suetin 2001 C n a x 2 a n a 1 2 n P n a 1 2 a 1 2 x displaystyle C n alpha x frac 2 alpha n alpha frac 1 2 n P n alpha 1 2 alpha 1 2 x dd 因而满足罗德里格公式C n a x 2 n n G n a G n 2 a G a G 2 n 2 a 1 x 2 a 1 2 d n d x n 1 x 2 n a 1 2 displaystyle C n alpha x frac 2 n n frac Gamma n alpha Gamma n 2 alpha Gamma alpha Gamma 2n 2 alpha 1 x 2 alpha 1 2 frac d n dx n left 1 x 2 n alpha 1 2 right dd 正交归一性 编辑当n m时 对于固定的a和权函数 w z 1 z 2 a 1 2 displaystyle w z left 1 z 2 right alpha frac 1 2 盖根鲍尔多项式在区间 1 1 上加权正交 Abramowitz amp Stegun p 774 页面存档备份 存于互联网档案馆 1 1 C n a x C m a x 1 x 2 a 1 2 d x 0 displaystyle int 1 1 C n alpha x C m alpha x 1 x 2 alpha frac 1 2 dx 0 归一性 1 1 C n a x 2 1 x 2 a 1 2 d x p 2 1 2 a G n 2 a n n a G a 2 displaystyle int 1 1 left C n alpha x right 2 1 x 2 alpha frac 1 2 dx frac pi 2 1 2 alpha Gamma n 2 alpha n n alpha Gamma alpha 2 应用 编辑盖根鲍尔多项式作为勒让德多项式的扩展经常出现在势理论和谱分析中 Rn空间中的牛顿势可以在a n 2 2情况下展开为盖根鲍尔多项式 1 x y n 2 k 0 x k y k n 2 C n k a x y displaystyle frac 1 mathbf x mathbf y n 2 sum k 0 infty frac mathbf x k mathbf y k n 2 C n k alpha mathbf x cdot mathbf y 当n 3 可以得到引力势的勒让德展开 类似的表达式还有球中泊松核的展开 Stein amp Weiss 1971 当只考虑x时 C n k n 2 2 x y displaystyle C n k n 2 2 mathbf x cdot mathbf y 为球谐函数 盖根鲍尔多项式在正定函数理论中亦有涉及 另见 编辑切比雪夫多项式参考文献 编辑Abramowitz Milton Stegun Irene Ann 编 Chapter 22 Handbook of Mathematical Functions with Formulas Graphs and Mathematical Tables Applied Mathematics Series 55 Ninth reprint with additional corrections of tenth original printing with corrections December 1972 first Washington D C New York United States Department of Commerce National Bureau of Standards Dover Publications 1983 773 ISBN 978 0 486 61272 0 LCCN 64 60036 MR 0167642 LCCN 65 12253 已忽略未知参数 orig date 帮助 Bayin S S Mathematical Methods in Science and Engineering Wiley 2006 Chapter 5 Koornwinder Tom H Wong Roderick S C Koekoek Roelof Swarttouw Rene F Orthogonal Polynomials Olver Frank W J Lozier Daniel M Boisvert Ronald F Clark Charles W 编 NIST Handbook of Mathematical Functions Cambridge University Press 2010 ISBN 978 0521192255 MR2723248 Stein Elias Weiss Guido Introduction to Fourier Analysis on Euclidean Spaces Princeton N J Princeton University Press 1971 ISBN 978 0 691 08078 9 Suetin P K Ultraspherical polynomials Hazewinkel Michiel 编 数学百科全书 Springer 2001 ISBN 978 1 55608 010 4 取自 https zh wikipedia org w index php title 盖根鲍尔多项式 amp oldid 74215241, 维基百科,wiki,书籍,书籍,图书馆,

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