■チェビシュフ多項式と正多角形(その6)
θ=π/5,5θ=πのとき、
cos(2θ+3θ)=−1
cos(3θ)=cos(π−2θ)=−cos(2θ)
4cos^3θ−3cosθ=2cos^2θ−1
4x3−2x^2−3x+1=0→T3(x)=-T2(x)と同値
===================================
Tn(cosθ)=cosnθ、Un(cosθ)=sin(n+1)θ/sinθ
X=cosθとおくと
Tn(X)=cosnθ、Un(X)=sin(n+1)θ/sinθ
x=2cos(2θ)とおくと
x=4cos^2θ-2
√(x+2)=2X
===================================
n=k-1,θ=2φとすると
Uk-1(cos2φ)=sin2kφ/sin2φ
x=2cos2φとすると
Uk-1(x/2)=sin2kφ/sin2φ
一方、
sin2kφ/sin2φ=sin2kφ/sinφ・1/2cosφ
cosφ=Xとおくと
sin2kφ/sinφ・1/2cosφ=U2k-1(X)/2X
以上より
Uk-1(x/2)=U2k-1(X)/2X
===================================
Uk(x/2)+Uk-1(x/2)={sin(2k+2)φ+sin2kφ}/sin2φ
=2sin(2k+1)φcosφ/sin2φ
=sin(2k+1)φ/sinφ=U2k(X)
===================================
Un(X)=0
n=oddのとき、Uk-1(x/2)=U2k-1(X)/2X=0,n=2k-1,k=(n+1)/2より
したがって、U(n-1)/2(x/2)=0
n=evenのとき、Uk(x/2)+Uk-1(x/2)=U2k(X)=0、n=2kより
Un/2(x/2)+Un/2-1(x/2)=0
===================================