MCP рдХреЗ рдорд╛рдзреНрдпрдо рд╕реЗ рдХрдиреЗрдХреНрдЯ рдХрд░реЗрдВ тЖТ

рдЧрдгрдирд╛ рджрд░реНрдЬ рдХрд░реЗрдВ

n = 0, 1, 2, ...; orthogonality on -1 тЙд x тЙд 1 (defined for all real x). ╬╗ > -1/2 for standard orthogonality; ╬╗ = 0 is the degenerate case.

рд╕реВрддреНрд░ (рдлреЙрд░реНрдореВрд▓рд╛)

рд╡рд┐рдЬреНрдЮрд╛рдкрди

рдкрд░рд┐рдгрд╛рдо

C3╬╗(x) at x = -1  (╬╗ = 2)
-20
Generated 101 rows of (x, Cn╬╗(x))
x C3╬╗(x)
-1 -20
-0.98 -18.358144
-0.96 -16.791552
-0.94 -15.298688
-0.92 -13.878016
-0.9 -12.528
-0.88 -11.247104
-0.86 -10.033792
-0.84 -8.886528
-0.82 -7.803776
-0.8 -6.784
-0.78 -5.825664
-0.76 -4.927232
-0.74 -4.087168
-0.72 -3.303936
-0.7 -2.576
-0.68 -1.901824
-0.66 -1.279872
-0.64 -0.708608
-0.62 -0.186496
-0.6 0.288
-0.58 0.716416
-0.56 1.100288
-0.54 1.441152
-0.52 1.740544
-0.5 2
-0.48 2.221056
-0.46 2.405248
-0.44 2.554112
-0.42 2.669184
-0.4 2.752
-0.38 2.804096
-0.36 2.827008
-0.34 2.822272
-0.32 2.791424
-0.3 2.736
-0.28 2.657536
-0.26 2.557568
-0.24 2.437632
-0.22 2.299264
-0.2 2.144
-0.18 1.973376
-0.16 1.788928
-0.14 1.592192
-0.12 1.384704
-0.1 1.168
-0.08 0.943616
-0.06 0.713088
-0.04 0.477952
-0.02 0.239744
0 -0
0.02 -0.239744
0.04 -0.477952
0.06 -0.713088
0.08 -0.943616
0.1 -1.168
0.12 -1.384704
0.14 -1.592192
0.16 -1.788928
0.18 -1.973376
0.2 -2.144
0.22 -2.299264
0.24 -2.437632
0.26 -2.557568
0.28 -2.657536
0.3 -2.736
0.32 -2.791424
0.34 -2.822272
0.36 -2.827008
0.38 -2.804096
0.4 -2.752
0.42 -2.669184
0.44 -2.554112
0.46 -2.405248
0.48 -2.221056
0.5 -2
0.52 -1.740544
0.54 -1.441152
0.56 -1.100288
0.58 -0.716416
0.6 -0.288
0.62 0.186496
0.64 0.708608
0.66 1.279872
0.68 1.901824
0.7 2.576
0.72 3.303936
0.74 4.087168
0.76 4.927232
0.78 5.825664
0.8 6.784
0.82 7.803776
0.84 8.886528
0.86 10.033792
0.88 11.247104
0.9 12.528
0.92 13.878016
0.94 15.298688
0.96 16.791552
0.98 18.358144
1 20

рдЧреЗрдЧреЗрдирдмрд╛рдЙрд░ (рдЕрд▓реНрдЯреНрд░рд╛рд╕реНрдлреЗрд░рд┐рдХрд▓) рдмрд╣реБрдкрдж рдХреНрдпрд╛ рд╣реИ?

рдЧреЗрдЧреЗрдирдмрд╛рдЙрд░ рдмрд╣реБрдкрдж, рдЬрд┐рдиреНрд╣реЗрдВ рдЕрд▓реНрдЯреНрд░рд╛рд╕реНрдлреЗрд░рд┐рдХрд▓ рдмрд╣реБрдкрдж рднреА рдХрд╣рд╛ рдЬрд╛рддрд╛ рд╣реИ, рдСрд░реНрдереЛрдЧреЛрдирд▓ рдмрд╣реБрдкрджреЛрдВ \(C_{n}^{\lambda}(x)\) рдХрд╛ рдПрдХ рдкрд░рд┐рд╡рд╛рд░ рд╣реИрдВ рдЬреЛ рд▓реАрдЬреЗрдВрдбреНрд░ рдФрд░ рдЪреЗрдмреАрд╢реЗрд╡ рджреЛрдиреЛрдВ рдмрд╣реБрдкрджреЛрдВ рдХрд╛ рд╕рд╛рдорд╛рдиреНрдпреАрдХрд░рдг рдХрд░рддреЗ рд╣реИрдВред рдпреЗ [-1, 1] рдЕрдВрддрд░рд╛рд▓ рдкрд░ рднрд╛рд░ \((1 - x^{2})^{\lambda-1/2}\) рдХреЗ рд╕рд╛рде рдСрд░реНрдереЛрдЧреЛрдирд▓ рд╣реЛрддреЗ рд╣реИрдВред рдпрд╣ рдХреИрд▓рдХреБрд▓реЗрдЯрд░ рдПрдХ рд╣реА рдмрд╛рд░ рдореЗрдВ рдХрдИ x рдорд╛рдиреЛрдВ рдкрд░ \(C_{n}^{\lambda}(x)\) рдХрд╛ рдореВрд▓реНрдпрд╛рдВрдХрди рдХрд░рддрд╛ рд╣реИ рдФрд░ (x, рдорд╛рди) рдЬреЛрдбрд╝рд┐рдпреЛрдВ рдХреА рдПрдХ рдЯреЗрдмрд▓ рддрдерд╛ рдПрдХ рд▓рд╛рдЗрди рдЧреНрд░рд╛рдлрд╝ рдмрдирд╛рддрд╛ рд╣реИ, рдЬрд┐рд╕рд╕реЗ рдЖрдк рдмрд╣реБрдкрдж рдХрд╛ рдЖрдХрд╛рд░, рдЙрд╕рдХреЗ рдореВрд▓ (roots) рдФрд░ рджреЛрд▓рди (oscillation) рдЖрд╕рд╛рдиреА рд╕реЗ рд╕рдордЭ рд╕рдХрддреЗ рд╣реИрдВред

рдорд╛рдЗрдирд╕ рдПрдХ рд╕реЗ рдПрдХ рддрдХ рдХреЗ рдЕрдВрддрд░рд╛рд▓ рдкрд░ рдХрдИ рдЧреЗрдЧреЗрдирдмрд╛рдЙрд░ рдмрд╣реБрдкрдж рд╡рдХреНрд░реЛрдВ рдХрд╛ рд░реЗрдЦрд╛ рдЧреНрд░рд╛рдл
рдЕрдВрддрд░рд╛рд▓ [-1, 1] рдкрд░ рдХрдИ рдШрд╛рддреЛрдВ n рдХреЗ рд▓рд┐рдП рдЧреЗрдЧреЗрдирдмрд╛рдЙрд░ рдмрд╣реБрдкрдж C_n^lambda(x) рдХрд╛ рдЖрд░реЗрдЦред

рдЗрд╕рдХрд╛ рдЙрдкрдпреЛрдЧ рдХреИрд╕реЗ рдХрд░реЗрдВ

рдШрд╛рдд (degree) n (рдПрдХ рдЧреИрд░-рдЛрдгрд╛рддреНрдордХ рдкреВрд░реНрдгрд╛рдВрдХ), рдкреИрд░рд╛рдореАрдЯрд░ ╬╗ (рд╡рд╛рд╕реНрддрд╡рд┐рдХ рд╕рдВрдЦреНрдпрд╛; рдорд╛рдирдХ рдСрд░реНрдереЛрдЧреЛрдиреИрд▓рд┐рдЯреА рдХреЗ рд▓рд┐рдП \(\lambda > -1/2\) рдЬрд╝рд░реВрд░реА рд╣реИ), x рдХрд╛ рдкреНрд░рд╛рд░рдВрднрд┐рдХ рдорд╛рди, рд╡реГрджреНрдзрд┐ (increment) (рдХреНрд░рдорд┐рдХ x рдорд╛рдиреЛрдВ рдХреЗ рдмреАрдЪ рдХрд╛ рдЕрдВрддрд░рд╛рд▓), рдФрд░ рдкреБрдирд░рд╛рд╡реГрддреНрддрд┐рдпреЛрдВ рдХреА рд╕рдВрдЦреНрдпрд╛ (рдХрд┐рддрдиреА рдкрдВрдХреНрддрд┐рдпрд╛рдБ рдмрдирд╛рдиреА рд╣реИрдВ) рджрд░реНрдЬ рдХрд░реЗрдВред рдХреИрд▓рдХреБрд▓реЗрдЯрд░ \(i = 0 \dots \text{count}-1\) рдХреЗ рд▓рд┐рдП $$x_{i} = \text{initialX} + i\cdot\text{stepX}$$ рдХреЗ рдЕрдиреБрд╕рд╛рд░ рдЪрд▓рддрд╛ рд╣реИ рдФрд░ рд╣рд░ рдмрд┐рдВрджреБ рдкрд░ рдмрд╣реБрдкрдж рдХрд╛ рдорд╛рди рдирд┐рдХрд╛рд▓рддрд╛ рд╣реИред рдбрд┐рдлрд╝реЙрд▓реНрдЯ рдорд╛рди (n=3, ╬╗=2, x рдХрд╛ рдкреНрд░рд╛рд░рдВрдн -1 рд╕реЗ, step 0.02, 101 рдкрдВрдХреНрддрд┐рдпрд╛рдБ) рдкреВрд░реА рдСрд░реНрдереЛрдЧреЛрдиреИрд▓рд┐рдЯреА рд╕реАрдорд╛ рдпрд╛рдиреА -1 рд╕реЗ +1 рддрдХ рдХреЛ рдХрд╡рд░ рдХрд░ рджреЗрддреЗ рд╣реИрдВред

рд╕реВрддреНрд░ рдХреА рд╡реНрдпрд╛рдЦреНрдпрд╛

рдЧрд╛рдорд╛/рд╣рд╛рдЗрдкрд░рдЬреНрдпрд╛рдорд┐рддреАрдп рд░реВрдк рдХреЗ рдмрдЬрд╛рдп, рдпрд╣ рдХреИрд▓рдХреБрд▓реЗрдЯрд░ рд╕рдВрдЦреНрдпрд╛рддреНрдордХ рд░реВрдк рд╕реЗ рд╕реНрдерд┐рд░ рддреАрди-рдкрдж рдкреБрдирд░рд╛рд╡реГрддреНрддрд┐ (three-term recurrence) рдХрд╛ рдЙрдкрдпреЛрдЧ рдХрд░рддрд╛ рд╣реИ:

$$\left\{ \begin{aligned} C_{0}^{\lambda}(x) &= 1 \\ C_{1}^{\lambda}(x) &= 2\lambda x \\ k\,C_{k}^{\lambda}(x) &= 2x(k+\lambda-1)\,C_{k-1}^{\lambda}(x) - (k+2\lambda-2)\,C_{k-2}^{\lambda}(x) \end{aligned} \right.$$

рдФрд░ \(k = 2 \dots n\) рдХреЗ рд▓рд┐рдП, \(C_{k} = [2x(k+\lambda-1)C_{k-1} - (k+2\lambda-2)C_{k-2}] / k\)ред рд╡рд┐рд╢реЗрд╖ рд╕реНрдерд┐рддрд┐рдпрд╛рдБ: \(\lambda = 1/2\) рд▓реАрдЬреЗрдВрдбреНрд░ рдмрд╣реБрдкрдж \(P_{n}\) рджреЗрддрд╛ рд╣реИ, рдФрд░ \(\lambda = 1\) рджреВрд╕рд░реЗ рдкреНрд░рдХрд╛рд░ рдХреЗ рдЪреЗрдмреАрд╢реЗрд╡ рдмрд╣реБрдкрдж \(U_{n}\) рджреЗрддрд╛ рд╣реИред

рддреАрди рдХреНрд░рдорд╛рдЧрдд рдмрд╣реБрдкрдж рдкрджреЛрдВ рдХреЛ рдЬреЛрдбрд╝рдиреЗ рд╡рд╛рд▓реЗ рддреАрди-рдкрдж рдкреБрдирд░рд╛рд╡реГрддреНрддрд┐ рд╕рдВрдмрдВрдз рдХрд╛ рдЖрд░реЗрдЦ
рдкреБрдирд░рд╛рд╡реГрддреНрддрд┐ рдкреНрд░рддреНрдпреЗрдХ рдкрдж C_k рдХреЛ рдкрд┐рдЫрд▓реЗ рджреЛ рдкрджреЛрдВ C_{k-1} рдФрд░ C_{k-2} рд╕реЗ рдмрдирд╛рддреА рд╣реИред

рд╣рд▓ рдХрд┐рдпрд╛ рдЧрдпрд╛ рдЙрджрд╛рд╣рд░рдг

n=3 рдФрд░ ╬╗=2 рдХреЗ рд╕рд╛рде рдкреБрдирд░рд╛рд╡реГрддреНрддрд┐ рд╕реЗ рдкреНрд░рд╛рдкреНрдд рд╣реЛрддрд╛ рд╣реИ $$C_{3}^{2}(x) = 32x^{3} - 12x.$$ x = -1 рдкрд░ рдпрд╣ \(32(-1) - 12(-1) = -32 + 12 = -20\) рд╣реИ, рдЬреЛ рдЯреЗрдмрд▓ рдХреА рдкрд╣рд▓реА рдкрдВрдХреНрддрд┐ рд╣реИред x = 0 рдкрд░ рдорд╛рди 0 рд╣реИ, x = 0.5 рдкрд░ рдпрд╣ \(32(0.125) - 6 = -2\) рд╣реИ, рдФрд░ x = 1 рдкрд░ рдпрд╣ \(32 - 12 = 20\) рд╣реИред

рдЕрдХреНрд╕рд░ рдкреВрдЫреЗ рдЬрд╛рдиреЗ рд╡рд╛рд▓реЗ рдкреНрд░рд╢реНрди

рдХреНрдпрд╛ рдпрд╣ рдмрд╣реБрдкрдж [-1, 1] рдХреЗ рдмрд╛рд╣рд░ рднреА рдкрд░рд┐рднрд╛рд╖рд┐рдд рд╣реИ? рд╣рд╛рдБред рдпрд╣ рдмрд╣реБрдкрдж рд╕рднреА рд╡рд╛рд╕реНрддрд╡рд┐рдХ x рдХреЗ рд▓рд┐рдП рдкрд░рд┐рднрд╛рд╖рд┐рдд рд╣реИ; [-1, 1] рдЕрдВрддрд░рд╛рд▓ рдХреЗрд╡рд▓ рд╡рд╣ рдЬрдЧрд╣ рд╣реИ рдЬрд╣рд╛рдБ рдСрд░реНрдереЛрдЧреЛрдиреИрд▓рд┐рдЯреА (рдФрд░ рдбрд┐рдлрд╝реЙрд▓реНрдЯ рдЧреНрд░рд╛рдлрд╝ рд╡рд┐рдВрдбреЛ) рд░рд╣рддреА рд╣реИред рдЗрд╕рдХреЗ рдмрд╛рд╣рд░, рдмрдбрд╝реЗ n рдХреЗ рд▓рд┐рдП рдорд╛рди рддреЗрдЬрд╝реА рд╕реЗ рдмрдврд╝рддреЗ рд╣реИрдВред

╬╗ = 0 рдкрд░ рдХреНрдпрд╛ рд╣реЛрддрд╛ рд╣реИ? рдпрд╣ рдЕрдкрднреНрд░рд╖реНрдЯ (degenerate) рдЕрд▓реНрдЯреНрд░рд╛рд╕реНрдлреЗрд░рд┐рдХрд▓ рд╕реНрдерд┐рддрд┐ рд╣реИ: рдкреБрдирд░рд╛рд╡реГрддреНрддрд┐ рдврд╣ рдЬрд╛рддреА рд╣реИ, рдЗрд╕рд▓рд┐рдП рдХреИрд▓рдХреБрд▓реЗрдЯрд░ \(C_{0} = 1\) рдФрд░ \(n \ge 1\) рдХреЗ рд▓рд┐рдП \(C_{n} = 0\) рд▓реМрдЯрд╛рддрд╛ рд╣реИред рдЗрд╕рдХреА рд╕рд╛рд░реНрдердХ рд╕реАрдорд╛ рдкрд╣рд▓реЗ рдкреНрд░рдХрд╛рд░ рдХреЗ рдЪреЗрдмреАрд╢реЗрд╡ рдмрд╣реБрдкрдж рд╕реЗ рдЗрд╕ рдкреНрд░рдХрд╛рд░ рдЬреБрдбрд╝реА рд╣реИ: $$\lim_{\lambda\to0} \frac{C_{n}^{\lambda}(x)}{\lambda} = \frac{2}{n} T_{n}(x).$$

рдореИрдВ рдХрд┐рддрдиреА рдкрдВрдХреНрддрд┐рдпрд╛рдБ рдмрдирд╛ рд╕рдХрддрд╛ рд╣реВрдБ? рдХреЛрдИ рднреА рд╕рдВрдЦреНрдпрд╛ \(\ge 1\) рдЪреБрдиреЗрдВ; рдкреНрд░рджрд░реНрд╢рди (responsiveness) рдмрдирд╛рдП рд░рдЦрдиреЗ рдХреЗ рд▓рд┐рдП рдЯреВрд▓ рдмрд╣реБрдд рдмрдбрд╝реЗ рдЕрдиреБрд░реЛрдзреЛрдВ рдХреЛ рд╕реАрдорд┐рдд рдХрд░ рджреЗрддрд╛ рд╣реИред рд╡реГрджреНрдзрд┐ рд╢реВрдиреНрдп рднреА рд╣реЛ рд╕рдХрддреА рд╣реИ (рддрдм рд╕рднреА рдкрдВрдХреНрддрд┐рдпреЛрдВ рдореЗрдВ рдПрдХ рд╣реА x рд╣реЛрдЧрд╛), рдкрд░ рдЖрдорддреМрд░ рдкрд░ рдпрд╣ рдзрдирд╛рддреНрдордХ рд░рдЦреА рдЬрд╛рддреА рд╣реИред

рдЕрдВрддрд┐рдо рдЕрдкрдбреЗрдЯ: