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第50期 切比雪夫多項(xiàng)式及其應(yīng)用

 老陽(yáng)講數(shù)學(xué) 2022-02-24

NO°/50

sunday,Augustl  27,2017

致   最好時(shí)光中的你

磨難

笑,全世界便與你同聲笑,

哭,你便獨(dú)自哭。

——張愛玲   


切比雪夫(1821~1894),俄文原名Пафну?тий Льво?вич Чебышёв,俄羅斯數(shù)學(xué)家、力學(xué)家。1821年5月26日生于卡盧加省奧卡托沃,1894年12月8日卒于彼得堡。他一生發(fā)表了70多篇科學(xué)論文,內(nèi)容涉及數(shù)論、概率論、函數(shù)逼近論、積分學(xué)等方面。他證明了貝爾特蘭公式,自然數(shù)列中素?cái)?shù)分布的定理,大數(shù)定律的一般公式以及中心極限定理。他不僅重視純數(shù)學(xué),而且十分重視數(shù)學(xué)的應(yīng)用。

切比雪夫在概率論、數(shù)學(xué)分析等領(lǐng)域有重要貢獻(xiàn)。在力學(xué)方面,他主要從事這些數(shù)學(xué)問題的應(yīng)用研究。他在一系列專論中對(duì)最佳近似函數(shù)進(jìn)行了解析研究,并把成果用來研究機(jī)構(gòu)理論。他首次解決了直動(dòng)機(jī)構(gòu)(將旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)化成直線運(yùn)動(dòng)的機(jī)構(gòu))的理論計(jì)算方法,并由此創(chuàng)立了機(jī)構(gòu)和機(jī)器的理論,提出了有關(guān)傳動(dòng)機(jī)械的結(jié)構(gòu)公式。他還發(fā)明了約40余種機(jī)械,制造了有名的步行機(jī)(能精確模仿動(dòng)物走路動(dòng)作的機(jī)器)和計(jì)算器,切比雪夫關(guān)于機(jī)構(gòu)的兩篇著作是發(fā)表在1854年的《平行四邊形機(jī)構(gòu)的理論》和1869年的 《論平行四邊形》

切比雪夫多項(xiàng)式

以俄國(guó)著名數(shù)學(xué)家切比雪夫(Tschebyscheff,182l-1894)的名字命名的重要的特殊函數(shù)第一類和第二類切比雪夫多項(xiàng)式T(n)和U(n)(簡(jiǎn)稱切比雪夫多項(xiàng)式),源起于多倍角的余弦函數(shù)和正弦函數(shù)的展開式,是與棣美弗定理有關(guān)、以遞歸方式定義的多項(xiàng)式序列,是計(jì)算數(shù)學(xué)中的一類特殊函數(shù)

余弦倍角公式是由余弦的冪整系數(shù)線性組合來表示倍角的余弦.這樣就產(chǎn)生余弦的倍角能否用余弦的冪次的整系數(shù)線性組合表示等問題.通過研究,發(fā)現(xiàn)cosnx都是關(guān)于cosx的次數(shù)等于x的倍數(shù)的、系數(shù)符號(hào)正負(fù)相間的整系數(shù)多項(xiàng)式,還進(jìn)一步得到一些性質(zhì).應(yīng)用此性質(zhì),可以得到一些求和公式及解決許多數(shù)學(xué)問題.進(jìn)一步研究,發(fā)現(xiàn)此多項(xiàng)式可以轉(zhuǎn)化為切比雪夫多項(xiàng)式.

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