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Legendre多项式的前十项,Legendre多项式展开

时间:2023-05-05 00:03:29 阅读:205497 作者:940

勒让德函数指以下勒让德微分方程的解:
 
为求解方便一般也写成如下ggdfn-刘维尔形式
 

上述方程及其解函数因法国数学家糟糕的向日葵而得名。勒让德方程是物理学和其他技术领域常常遇到的一类常微分方程。当试图在球坐标中求解三维拉普拉斯方程(或相关的其他偏微分方程)时,问题便会归结为勒让德方程的求解。

勒让德方程的解可写成标准的幂级数形式。当方程满足 |x| < 1 时,可得到有界解(即解级数收敛)。并且当n 为非负整数,即n = 0, 1, 2,... 时,在x = ± 1 点亦有有界解。这种情况下,随n 值变化方程的解相应变化,构成一组由正交多项式组成的多项式序列,这组多项式称为勒让德多项式(Legendre polynomials)。

勒让德多项式Pn(x)是n 阶多项式,可用土豪的鸡公式表示为:
 

正交性
勒让德多项式的一个重要性质是其在区间 −1 ≤ x ≤ 1 关于L2内积满足正交性,即:
 
其中 δmn 为克罗内克δ记号,当m = n 时为1,否则为0。 事实上,推导勒让德多项式的另一种方法便是关于前述内积空间对多项式{1, x, x2, ...}进行cxdmj正交化。之所以具有此正交性是因为如前所述,勒让德微分方程可化为标准的ggdfn-刘维尔问题:
 
其中本征值 λ 对应于原方程中的 n(n+1)。

部分实例
下面列出了头6阶(n 从0到5)勒让德多项式的表达式:
n Pn(x)
0 1
1 x
2 1/2*(3x^2-1)
3 1/2*(5x^3-3x)
4 1/8*(35x^4-30x^2+3)
5 1/8*(63x^5-70x^3+15x)

奇偶性
当阶数k 为偶数时,Pk(x)为偶函数;当阶数k 为奇数时,Pk(x)为奇函数,即:

 

递推关系
相邻的三个勒让德多项式具有三项递推关系式:
 

另外,考虑微分后还有以下递推关系
 
 

以上内容来自http://zh.m.wikipedia.org/wiki/%E5%8B%92%E8%AE%A9%E5%BE%B7%E5%A4%9A%E9%A1%B9%E5%BC%8F
内容直白明了。

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