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path: root/buch/chapters/050-differential/hypergeometrisch.tex
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authorAndreas Müller <andreas.mueller@ost.ch>2022-01-06 07:18:47 +0100
committerAndreas Müller <andreas.mueller@ost.ch>2022-01-06 07:18:47 +0100
commitd950b796906afbf78d1e6b1566ba723409e3ee1d (patch)
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parentadd section on hyperbolic functions (diff)
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typos, sturm
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-rw-r--r--buch/chapters/050-differential/hypergeometrisch.tex32
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diff --git a/buch/chapters/050-differential/hypergeometrisch.tex b/buch/chapters/050-differential/hypergeometrisch.tex
index fcda21b..df968f0 100644
--- a/buch/chapters/050-differential/hypergeometrisch.tex
+++ b/buch/chapters/050-differential/hypergeometrisch.tex
@@ -1504,3 +1504,35 @@ x^3y
\qquad\Rightarrow\qquad y''-xy=0.
\end{align*}
Dies ist wie erwartet die Airy-Differentialgleichung.
+
+\subsection{Differentialgleichung der Tschebyscheff-Polynome}
+Die Tschebyscheff-Polynome erster Art haben die Darstellung
+\[
+T_n(x) = \cos(n\arccos x).
+\]
+Die Ableitungen sind
+\begin{align*}
+T'_n(x) &= \frac{n}{\sqrt{1-x^2}} \sin(n\arccos x)
+\\
+T''_n(x) &=
+-\frac{n^2}{1-x^2} T_n(x)
++
+n\frac{x}{(1-x^2)^{\frac32}} \sin(n\arccos x)
+\end{align*}
+Multipliziert man $T_n''(x)$ mit $(1-x^2)$ und subtrahiert
+man $xT_n'(x)$, fällt der Term $\sin(n\arccos x)$ weg und es bleibt
+\begin{equation}
+(1-x^2)T''_n(x) -xT'_n(x) = -n^2 T_n(x),
+\label{buch:differential:tschebyscheff:Tdgl}
+\end{equation}
+die Tschebyscheff-Polynome sind also Lösungen der Differentialgleichung
+\begin{equation}
+(1-x^2)y'' -xy' +n^2 y=0,
+\label{buch:differential:tschebyscheff:Tdgl}
+\end{equation}
+sie heisst die {\em Tschbeyscheff-Differentialgleichung}.
+
+\subsubsection{Tschebyscheff-Differentialgleichung und hypergeometrische Differentialgleichung}
+TODO
+
+\url{https://en.wikipedia.org/wiki/Chebyshev_polynomials}