複製鏈接
請複製以下鏈接發送給好友

勒讓德多項式

鎖定
勒讓德多項式是描述矩形表面和口徑的另外一組多項式集合,它的優點是具有正交性。由於存在正交性條件,高階項係數趨於零,並且增加和刪除一個項對其他項沒有影響。不過,這個多項式集合通常不在光學設計軟件中使用。 [1] 
中文名
勒讓德多項式
外文名
Legendre Polynomials
所屬領域
數理科學
創造人
勒讓德
優    點
具有正交性
類    型
數學概念

目錄

勒讓德多項式定義

定義一
勒讓德多項式的數學描述如下 [1] 
式中,
下圖為幾個低階的勒讓德多項式 [1]  [3] 
圖示 圖示
圖示 圖示
定義二
在區間[一1,1]帶權函數ρ(x)=1的正交多項式為 [2] 
它稱為勒讓德(Legendre)多項式。
由於(x²-1)ⁿ是2n次多項式,求n階導數後.得到
於是,得到首項(最高次項)xⁿ的係數
顯然.首項係數為1的勒讓德多項式為

勒讓德多項式性質

Pn(-x)=(-1)nPn(x)
事實上,(x²—1)ⁿ是偶函數,經過偶數次求導仍為偶函數,經過奇數次求導仍為奇函數,故由式
知,n為偶數時Pn(x)為偶函數,n為奇數時Pn(x)為奇函數奇偶性成立。
3.遞推關係
由P0(x)=1,P1(x)=x,利用上式就可推出
下圖給出了P0(x),P1(x),P2(x),P3(x)的圖形。
圖示 圖示
4. Pn(x)在區間(一1,1)內有n個不同的實零點 [2] 
參考資料
  • 1.    (美)凱斯·B·道爾,維克托·L·基恩伯格,格雷戈裏·J·邁克爾斯著,連華東,王小勇,徐鵬譯.光機集成分析 第2版=Integrated Optomechanical Analysis,Second Edition:國防工業出版社,2015.07
  • 2.    張曉丹,鄭連存,丁軍,衞宏儒,鄭權.應用計算方法教程 第2版:機械工業出版社,2015.08
  • 3.    趙佩主編.數學物理方法[M].西安:西北大學出版社,2020.08:282.