■わが闘争・2017 (その14)

 チェビシェフ多項式は円分多項式の相反多項式の積として表されることがわかった.

  y=x+1/x=2cos(2π/n)

であるから,2Tn(x/2),Un(x/2)はΨd(x)で因数分解され,Tn(x)=0の根はcos(kπ/2n),k=1,3,5,・・・,2n−1また,Un(x)=0の根はcos(kπ/(n+1)),k=1,2,3,・・・,n

と表される.

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 ド・モアブルの定理

  (cosθ+isinθ)^n=cosnθ+isinnθ

の左辺を2項展開して,実部と虚部を比較すると

  cosnθ=(cosθ)^n−(n,2)(cosθ)^n-2(sinθ)^2+・・・

  sinnθ=sinθ{(n,1)(cosθ)^n-1−(n,3)(cosθ)^n-2(sinθ)^2+・・・}

 x=cosθとして,xの多項式として表したものがチェビシェフ多項式である.

 チェビシェフ多項式は最良近似問題,例えば3次関数y=x^3を2次関数t=ax^2+bx+cでよく近似するためにはa,b,cを如何にとったらいいかという問題では,誤差の最大値を最小にすればよいのであるが,ミニマックス近似多項式と深く関連していることが知られている.

[多項式近似定理]

 p(x)=x^n+a1x^n-1+・・・+an

 M=max|p(x)|

とする.このとき,

 M≧1/2^n-1

が成立し,Mを最小にするのは

 p(x)=Tn(x)/2^n-1

ただひとつである.

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