به محفل ریاضی ایرانیان خوش آمدید! لطفا برای استفاده از تمامی امکانات عضو شوید
+1 امتیاز
879 بازدید
در دانشگاه توسط
ویرایش شده توسط admin

نشان دهید در روش گاوس چیبیشف وزن ها با هم برابرند یعنی: $$w_1=w_2=...=w_n=\frac{\pi}{n} $$

1 پاسخ

می توانید به پاسخ(ها) امتیاز دهید یا آن را انتخاب کنید.

+2 امتیاز
توسط erfanm (13,881 امتیاز)
ویرایش شده توسط erfanm
 
بهترین پاسخ

با توجه به اینکه $ T_{n} =cos(n \theta ) $ و اینکه $ cos( \theta )=x $ داریم: $ T'_{n} (x)=-n sin(n \theta) \frac{d \theta }{dx}=n \frac{sin(n \theta) }{sin( \theta )} $

وزنها از فرمول زیر بدست می آیند: $$ w_{i}= \frac{ a_{n} }{ a_{n-1} } \frac{ \int_a^b w(x) (T_{i-1}(x))^{2}dx }{T_{n-1}( x_{i} ) \times T'_{n} (x_{i}) } $$

که در آن $a_{n} $ ضریب $ x^{n} $ در $ T_{n}(x) $ است. طبق پاسخ سوال انتگرال گیری به روش گاوس چبیشف حاصل انتگرال برابر $ \frac{\pi}{2} $ و ضریب $ x^{n} $ در $ T_{n}(x) $ برابر $ \frac{1}{ 2^{n-1} } $ و لذا نسبت ضرایب برابر $ 2 $ است و با جایگذاری خواهیم داشت:

$$ w_{i}= \frac{ \pi }{T_{n-1}( x_{i} ) \times T'_{n} (x_{i}) } \label{1} \tag{1}$$ برای هر $i $ دلخواه $ x_{i} $ ها ریشه های $T_{n}(x) $ هستند یعنی برابر $ cos( \frac{(2i-1)\pi}{2n} ) $ هستند.

$$T_{n-1} ( x_{i} )=cos[(n-1) \frac{(2i-1)\pi}{2n} ] =cos[ \frac{(2i-1)\pi}{2} -\frac{(2i-1)\pi}{2n} ]= (-1)^{i+1} sin(\frac{(2i-1)\pi}{2n} )$$

و همچنین: $$T'_{n} (x_{i}) =n \frac{sin(n \frac{(2i-1)\pi}{2n}) }{sin( \frac{(2i-1)\pi}{2n} )} = n\frac{(-1)^{i+1}}{sin(\frac{(2i-1)\pi}{2n} )} $$

یعنی $$ T_{n-1}( x_{i} ) \times T'_{n} (x_{i})=n $$

پس مخرج رابطه ی $ \eqref{1} $ برابر $ n$ و مقدار وزن برابر $ \frac{\pi}{n} $ است و چون برای هر $ i $ بود( $i $ را دلخواه گرفتیم ) پس حکم ثابت شد.

ریاضیدان، کسی است که شباهت ها را بین قضایا دریابد. ریاضیدان بهتر کسی است که بتواند شباهت بین برهان ها را ببیند. بهترین ریاضیدان کسی است که بتواند به شباهت بین نظریه ها توجه کند. و می توان تصور کرد که ریاضیدان نهایی کسی است که بتواند شباهت بین شباهت ها را مشاهده کند.
...