La méthode traite avec des polynômes uniquement défini sur l'intervale [-1;1]
alors que la fonction
a étudier est sur l'intervale [a;b].
Toute variable x de ce dernier correspondra une variable v comprise
entre -1 et 1,
par transformation afine suivante :
2 * (x - a) |
|
v = |
|
(b - a) - 1 |
L'idée de Tchebychev est d'aprocher le calcule de f(x) par la formule :
f(x) = ∑nk=0 { Ak * Tk(v) }
Tk(v) étant un polynôme de Tchebychev de degré k en v, ainsi défini :
T0(v) = 1
T1(v) = v
T2(v) = 2 v 2 - 1
T3(v) = 4 v 3 - 3 v
T4(v) = 8 v 4 - 8 v 2 + 1
T5(v) = 16 v 5 - 20 v 3 + 5 v
T6(v) = 32 v 6 - 48 v 4 + 18 v 2 - 1
T7(v) = 64 v 7 - 112 v 5 + 56 v 3 - 7 v
T8(v) = 128 v 8 - 256 v 6 + 160 v 4 - 32 v 2 + 1
T9(v) = 256 v 9 - 576 v 7 + 432 v 5 - 120 v 3 + 9 v
T10(v) = 512 v 10 - 1280 v 8 + 1120 v 6- 400 v 4 + 50 v 2 - 1
Tk(v) = 2 * v * T[k-1](v) - T[k-2](v)
Ces polynômes ont en effet des propriétés particulières qui les rendent propices à nôtre travail.
Ansi de tout les polynômes de degré k, Tk(v) est le polynôme qui sur [-1;1] s'écarte le moins de 0.
Autres propriété particulière, en posant :
θ = Arcos(v) , Cos(k * θ) = Tk(v)
Tk(v) = Cos[k * Arcos(v)]
Les coefficients Ak sont ainsi déduit :
Ak(x) = |
2 (n+1) |
* ∑ni=0 { f(xi) * Tk(vi) } |
Les vi étant régulièrement situés entre -1 et 1, par la loi de répartition :
π * ( 2 * i + 1 ) |
||
vi = Cos[ |
] |
|
2 * ( N + 1 ) |
k * π * ( 2 * i + 1 ) |
||
Tk(v) = Cos[ |
] |
|
2 * ( N + 1 ) |
Quand aux f(xi) , avec xi = a + (1 + vi) * (b - a) / 2
Le nombre n+1 d'échantillons f(xi) sera un facteur important dans la précision
avec laquelle on approchera f(x), car l'erreur maximale produite ne sera pas
supérieur en valeur absolue à :
| f (n+1)(x) | |
2n * (n+1)! |
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