[CHWisGevordTech] Opgave Legendre veeltermen

1503 days ago by Carmen.Streat

Oef 3  (hoofdstuk 6) Legendre veeltermen

(a) De Legendre-veeltermen kan je bepalen met het commando legendre_P(i,x)

Vb. $P_2(x)$ bepaal je met : Legendre_P(2,x)

legendre_P(2,x) 
       

                                
                            

                                

Dit verder uitwerken:

legendre_P(2,x).expand() 
       

                                
                            

                                

 Bepaal nu de Legendreveeltermen $P_0(x), ..., P_5(x)$ 

 
       
 
       

(b) Verifieer dat de Legendreveeltermen $P_0(x) , ... P_5(x)$ voldoen aan de volgende drieterm-recursiebetrekking : $$(n+1)P_{n+1}(x)=(2n+1)xP_n(x)-nP_{n-1}(x)$$

 
       

(c) Toon aan dat de Legendre veeltermen ${P_0(x),P_1(x), ...,P_5(x)}$ orthogonaal zijn in $[-1,1]$ , maar niet orthonormaal.

 
       

(e) Verifieer dat $P_3(x)$ en $P_4(x)$ voldoen aan de DV  :$(1-x^2)y''-2xy'+n(n+1)y=0$:

 
       

(f) Gegeven: de functie $f$ in 2 veranderlijken: $\displaystyle f(x,t)=  \frac{1}{\sqrt{1-2xt+t^2}}$.

De Taylor-reeksontwikkeling van de functie $f(x,t)$ in $t$ is $$f(x,t)=\sum_{n=0}^{\infty}P_n(x)t^n  \, , \,  t \in [-1,1],$$ daarin valt op dat de coëfficiënten veeltermen zijn in $x$, nl. de Legendre veeltermen $P_n(x)$

Controleer dit in de Taylor-reeksontwikkeling van de functie $f$ t.e.m. de 5de macht van $t$.