3.2.9 正交多项式正交多项式 勒让德多项式 LegendreP[n, x] 出现在三维球系统的研究中. 它满足微分方程 ,和正交性关系: 当 m≠n 时
相关勒让德多项式 LegendreP[n, m, x] 从勒让德多项式的导函数中得出: . 注意对奇数 , 包含 ,因此不是严格 的多项式.当 m 时, 退化到 .
球面调和函数 SphericalHarmonicY[l, m, , ] 与相关勒让德多项式联系在一起. 它们满足正交关系:当 或 ,其中 代表单位球上的曲面积分.
这里给出勒让德多项式 的代数形式
Out[1]= |  |
根据勒让德多项式的正交性,积分性, 的结果为零
Out[2]= |  |
对单个勒让德多项式的平方积分得到非零结果
Out[3]= |  |
高次勒让德多项式快速地 振荡
Out[4]= |  |
相关勒让德 "多项式" 包含 
Out[5]= |  |
3.2.10节讨论勒让德多项式的推广ꆪ勒让德函数,它可能有非整数的阶次
Out[6]= |  |
盖根堡多项式 GegenbauerC[n, m, x] 维球对称系统的 勒让德多项式的推广. 它们有时称为特种球多项式. GegenbauerC[n, 0, x] 总是等于零. GegenbauerC[n, x] . 切比雪夫多项式级数常常用于函数的数值逼近. 第一类切比雪夫多项式 ChebyshevT[n,x] 由 定义. 它们被规范化为 . 它们满足正交关系: 当 m≠n 时, . 是满足相应于 的根的 x 的离散点处的和式关系. 第二类切比雪夫多项式 ChebyshevU[n, z] 由 定义. 在此定义下, , 满足正交关系: 当 时 , . 名称 "切比雪夫" 是西里尔字母的音译;几种其它拼法有时被使用.
埃尔米特多项式 HermiteH[n, x] 作为谐振荡器的量子力学波出现. 它们满足微分方程 和正交关系:当 m≠n时, . 有时使用的埃尔米特多项式的一种变种是 (个不同的规范化的 有时也被使用). 埃尔米特多项式被联系到抛物柱面函数或 Weber 函数 ,其关系是 . .这里给出量子力学谐振荡器激励状态的密度. 摆动的平均值的约等于古典物理中的结果
Out[7]= |  |
广义拉盖尔多项式 LaguerreL[n, a, x] 被联系到量子力学中的氢原子波函数. 它们满足微分方程 , 和正交关系: 当 时, . 拉盖尔多项式 LaguerreL[n, x] 对应于 的情形. 雅可比多项式 JacobiP[n, a, b, x] 出现在循环群的研究、特别是在量子 力学中.它们满足正交关系:当 . 勒让德、盖根堡和切比雪夫多项式都能看作雅可比多项式的特殊情况. 雅可比多项式有时用另一种形式 给出. 可以得到带有任意 a 值的广义拉盖尔多项式
Out[8]= |  |
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