рдкреНрд░рдердо рдкреНрд░рдХрд╛рд░ рдХрд╛ рдЪреЗрдмрд┐рд╢реЗрд╡ рдмрд╣реБрдкрдж рдХреНрдпрд╛ рд╣реИ?
рдкреНрд░рдердо рдкреНрд░рдХрд╛рд░ рдХреЗ рдЪреЗрдмрд┐рд╢реЗрд╡ рдмрд╣реБрдкрдж, рдЬрд┐рдиреНрд╣реЗрдВ \(T_n(x)\) рд╕реЗ рд▓рд┐рдЦрд╛ рдЬрд╛рддрд╛ рд╣реИ, рд▓рд╛рдВрдмрдХреЛрдгреАрдп (orthogonal) рдмрд╣реБрдкрджреЛрдВ рдХрд╛ рдПрдХ рд╕рдореВрд╣ рд╣реИрдВ рдЬреЛ рд╕рдВрдЦреНрдпрд╛рддреНрдордХ рд╡рд┐рд╢реНрд▓реЗрд╖рдг, рд╕рдиреНрдирд┐рдХрдЯрди рд╕рд┐рджреНрдзрд╛рдВрдд (approximation theory), рд╕рд┐рдЧреНрдирд▓ рдкреНрд░реЛрд╕реЗрд╕рд┐рдВрдЧ рдФрд░ рдбрд┐рдЬрд┐рдЯрд▓ рдлрд╝рд┐рд▓реНрдЯрд░ рдХреЗ рдбрд┐рдЬрд╝рд╛рдЗрди рдореЗрдВ рдмрд╛рд░-рдмрд╛рд░ рд╕рд╛рдордиреЗ рдЖрддреЗ рд╣реИрдВред рдпрд╣ рдХреИрд▓рдХреБрд▓реЗрдЯрд░ рдХрд┐рд╕реА рджреА рдЧрдИ рдбрд┐рдЧреНрд░реА \(n\), рдкреНрд░рд╛рд░рдВрднрд┐рдХ \(x\), рд╕реНрдЯреЗрдк рд╕рд╛рдЗрдЬрд╝ рдФрд░ рдкрдВрдХреНрддрд┐рдпреЛрдВ рдХреА рд╕рдВрдЦреНрдпрд╛ рдХреЗ рдЖрдзрд╛рд░ рдкрд░ x рдХреА рдЪреБрдиреА рд╣реБрдИ рд░реЗрдВрдЬ рдкрд░ \(T_n(x)\) рдХреЗ рдорд╛рдиреЛрдВ рдХреА рддрд╛рд▓рд┐рдХрд╛ рдмрдирд╛рддрд╛ рд╣реИред рдпрд╣ рдПрдХ рд╢реБрджреНрдз рдЧрдгрд┐рдд рдХрд╛ рдЯреВрд▓ рд╣реИ рдФрд░ рдХрд┐рд╕реА рднреА рдХреНрд╖реЗрддреНрд░-рд╡рд┐рд╢реЗрд╖ рдирд┐рдпрдо рдХреЗ рдмрд┐рдирд╛ рд╣рд░ рдЬрдЧрд╣ рд╕рдорд╛рди рд░реВрдк рд╕реЗ рд▓рд╛рдЧреВ рд╣реЛрддрд╛ рд╣реИред
рдЗрд╕рдХрд╛ рдЙрдкрдпреЛрдЧ рдХреИрд╕реЗ рдХрд░реЗрдВ
рдбрд┐рдЧреНрд░реА \(n\) рджрд░реНрдЬ рдХрд░реЗрдВ (рдПрдХ рдЕрдЛрдгрд╛рддреНрдордХ рдкреВрд░реНрдгрд╛рдВрдХ, рдЬреИрд╕реЗ 0, 1, 2, 3...)ред x рдХрд╛ рдкреНрд░рд╛рд░рдВрднрд┐рдХ рдорд╛рди рд╕реЗрдЯ рдХрд░реЗрдВ (рдорд╛рдирдХ рдбреЛрдореЗрди -1 рд╕реЗ 1 рддрдХ рд╣реИ, рд╣рд╛рд▓рд╛рдБрдХрд┐ рдкреБрдирд░рд╛рд╡реГрддреНрддрд┐ рд╕реВрддреНрд░ рдХрд┐рд╕реА рднреА рд╡рд╛рд╕реНрддрд╡рд┐рдХ \(x\) рдХреЗ рд▓рд┐рдП рдХрд╛рдо рдХрд░рддрд╛ рд╣реИ)ред рд╣рд░ рдкрдВрдХреНрддрд┐ рдореЗрдВ \(x\) рдореЗрдВ рдЬреЛрдбрд╝реА рдЬрд╛рдиреЗ рд╡рд╛рд▓реА рд╡реГрджреНрдзрд┐ (рд╕реНрдЯреЗрдк) рдЪреБрдиреЗрдВ, рдФрд░ рдмрдирд╛рдИ рдЬрд╛рдиреЗ рд╡рд╛рд▓реА рдкрдВрдХреНрддрд┐рдпреЛрдВ рдХреА рд╕рдВрдЦреНрдпрд╛ рддрдп рдХрд░реЗрдВред рдбрд┐рдлрд╝реЙрд▓реНрдЯ рд╕реЗрдЯрд┐рдВрдЧ initialX = -1, step = 0.02, rows = 101 рдХреЗ рд╕рд╛рде \(x\) рдХрд╛ рдорд╛рди -1.00 рд╕реЗ +1.00 рддрдХ (рджреЛрдиреЛрдВ рд╕рд╣рд┐рдд) рдЪрд▓рддрд╛ рд╣реИред
рд╕реВрддреНрд░
рдпрд╣рд╛рдБ рдЙрдкрдпреЛрдЧ рдХреА рдЧрдИ рд╡рд┐рд╢реНрд╡рд╕рдиреАрдп рд╡рд┐рдзрд┐ рддреАрди-рдкрдж рд╡рд╛рд▓рд╛ рдкреБрдирд░рд╛рд╡реГрддреНрддрд┐ рд╕реВрддреНрд░ рд╣реИ:
$$T_n(x) = 2x\,T_{n-1}(x) - T_{n-2}(x)$$$$T_0(x) = 1, \quad T_1(x) = x, \quad \text{рдФрд░ } k \ge 2 \text{ рдХреЗ рд▓рд┐рдП } T_k(x) = 2x \cdot T_{k-1}(x) - T_{k-2}(x)уАВ$$
рд╕рдорддреБрд▓реНрдп рд░реВрдк рд╕реЗ, рдЕрдВрддрд░рд╛рд▓ \(-1 \le x \le 1\) рдкрд░ рддреНрд░рд┐рдХреЛрдгрдорд┐рддреАрдп рд░реВрдк \(T_n(x) = \cos(n \cdot \arccos x)\) рд╣реЛрддрд╛ рд╣реИред рд╢реБрд░реБрдЖрддреА рдХреБрдЫ рд╕реНрдкрд╖реНрдЯ рдмрд╣реБрдкрдж рд╣реИрдВ: \(T_2(x) = 2x^2 - 1\), \(T_3(x) = 4x^3 - 3x\), рдФрд░ \(T_4(x) = 8x^4 - 8x^2 + 1\)ред рдЕрдВрддрд░рд╛рд▓ [-1, 1] рдкрд░ рдорд╛рди рд╣рдореЗрд╢рд╛ \(|T_n(x)| \le 1\) рдХреЛ рд╕рдВрддреБрд╖реНрдЯ рдХрд░рддреЗ рд╣реИрдВ; рдЗрд╕ рдмреИрдВрдб рдХреЗ рдмрд╛рд╣рд░ рдорд╛рди рдХрд╛ рдкрд░рд┐рдорд╛рдг рддреЗрдЬрд╝реА рд╕реЗ рдмрдврд╝рддрд╛ рд╣реИред
рд╣рд▓ рдХрд┐рдпрд╛ рд╣реБрдЖ рдЙрджрд╛рд╣рд░рдг
\(n = 3\) рдХреЗ рд▓рд┐рдП рдмрд╣реБрдкрдж \(T_3(x) = 4x^3 - 3x\) рд╣реИред \(x = -1\) рдкрд░: \(4(-1) - 3(-1) = -1\)ред \(x = -0.5\) рдкрд░: \(4(-0.125) + 1.5 = 1\)ред \(x = 0\) рдкрд░: \(0\)ред \(x = 0.5\) рдкрд░: \(0.5 - 1.5 = -1\)ред \(x = 1\) рдкрд░: \(4 - 3 = 1\)ред рдЗрд╕рд▓рд┐рдП initialX = -1, step = 0.5, rows = 5 рд╡рд╛рд▓реА рддрд╛рд▓рд┐рдХрд╛ рдпрд╣ рдХреНрд░рдо рджреЗрддреА рд╣реИ: -1, 1, 0, -1, 1ред
рдЕрдХреНрд╕рд░ рдкреВрдЫреЗ рдЬрд╛рдиреЗ рд╡рд╛рд▓реЗ рдкреНрд░рд╢реНрди
рдХреНрдпрд╛ \(n\) рд╢реВрдиреНрдп рд╣реЛ рд╕рдХрддрд╛ рд╣реИ? рд╣рд╛рдБред рд╣рд░ \(x\) рдХреЗ рд▓рд┐рдП \(T_0(x) = 1\) рд╣реЛрддрд╛ рд╣реИ, рдЗрд╕рд▓рд┐рдП рд╣рд░ рдкрдВрдХреНрддрд┐ рдореЗрдВ 1 рджрд┐рдЦрд╛рдИ рджреЗрддрд╛ рд╣реИред
рдХреНрдпрд╛ x [-1, 1] рдХреЗ рдмрд╛рд╣рд░ рдЬрд╛ рд╕рдХрддрд╛ рд╣реИ? рд╣рд╛рдБ тАФ рдкреБрдирд░рд╛рд╡реГрддреНрддрд┐ рд╕реВрддреНрд░ рдлрд┐рд░ рднреА рд╕рд╣реА (рд╕рдВрднрд╡рддрдГ рдмрдбрд╝реЗ) рдорд╛рдиреЛрдВ рдХреА рдЧрдгрдирд╛ рдХрд░рддрд╛ рд╣реИ; рдХреЗрд╡рд▓ рддреНрд░рд┐рдХреЛрдгрдорд┐рддреАрдп рд░реВрдк рд╣реА \(|x| \le 1\) рддрдХ рд╕реАрдорд┐рдд рд╣реИред
рдЕрдЧрд░ рд╕реНрдЯреЗрдк рд╢реВрдиреНрдп рд╣реЛ рддреЛ рдХреНрдпрд╛ рд╣реЛрдЧрд╛? рд╣рд░ рдкрдВрдХреНрддрд┐ рдореЗрдВ рд╡рд╣реА \(x\) рдорд╛рди рджреЛрд╣рд░рд╛рдпрд╛ рдЬрд╛рддрд╛ рд╣реИ, рдЬреЛ рд╕реНрд╡реАрдХрд╛рд░реНрдп рд╣реИ рдкрд░ рдПрдХ рд╕реНрдерд┐рд░ (constant) рддрд╛рд▓рд┐рдХрд╛ рдмрдирд╛рддрд╛ рд╣реИред