Chebyshevsysteem

Moderators: dirkwb, Xilvo

Reageer
Gebruikersavatar
Berichten: 10.179

Chebyshevsysteem

We weten dat
\(\{f_1, \cdots, f_n\}\)
een Chebyshevsysteem op [a, b] vormen als elke lineaire combinatie
\(\sum_{i=1}^n \alpha_i f_i\)
met
\((\alpha_1, \cdots, \alpha_n) \neq (0, \cdots, 0)\)
ten hoogste n-1 nulpunten heeft op [a, b].

Toon aan dat

1)
\(\{1, x, x^2, \cdots, x^n, x \log(x), \cdots, x^m \log(x)\}, n \geq m\)
een Cheyshevsysteem is op (0, 1).

2)
\(\{e^{m_1 x}, \cdots e^{m_k x}\}, m_1 < m_2 < \cdots < m_k\)
een Chebyshevsysteem is op \(\rr\)

1) Logisch lijkt om zoiets te bewijzen uit het ongerijmde. Stel dus
\(g(x) = \alpha_0 + \alpha_1 x + \cdots + \alpha_n x^n + \alpha_{n + 1} x \log(x) + \cdots + \alpha_{n + m + 1} x^m \log(x)\)
heeft n+m+2 nulpunten. Dan herschrijf je g als
\(g(x) = x^n (\frac{1}{x^n} + \cdots + \frac{1}{x} + 1 + \frac{\log(x)}{x^{n-1}} + \cdots + \frac{\log(x)}{x^{n-m}}\)
. Noem nu uw nulpunten x1, ..., xn+m+2. We zien dan dat er
\(\bar{x_i} \in (x_{i-1}, x_i)\)
(met x0 = 0) bestaan zodat
\(g'(\bar{x_i}) = 0\)
voor alle i. Bovendien is
\(g'(x) = (x^n)' (\cdots) + x^n (\cdots)'\)
met op de puntjes die lange uitdrukking :) .

Hier stopt mijn inspiratie... Foute weg, of ziet iemand hoe verder te gaan?

2) Ik dacht quasi spontaan aan inductie op het aantal.
Zoek je graag naar het meest interessante wetenschapsnieuws? Wij zoeken nog een vrijwilliger voor ons nieuwspostteam.

Berichten: 4.246

Re: Chebyshevsysteem

Eerst maar 's het stuk zonder die logs bekijken, als we die evalueren voor n punten dan krijgen we:
\(\begin{pmatrix}1 & 1 & \cdots & 1 \\x_1 & x_1^2 & \cdots & x_1^n \\\vdots & \vdots & \ddots & \vdots \\x_{n+1} & \cdots & \cdots & x_{n+1}^n \end{pmatrix}\)
Dit is de Van Der Monde matrix en heeft dus een determinant ongelijk aan nul.

Nu voor het tweede stuk geldt er:
\( f(x) = \alpha_1 x \log(x) +\alpha_2 x^2 \log(x) +...+ \alpha_m x^m \log(x) \rightarrow f \in C^{m}(0,1) \neq 0\)
Nu stel dat f(x) te schrijven is als:
\( f(x) = \beta_1 x +\beta_1 x^2 + ... +\beta_m x^m\)
dan geldt er
\( f^{m}(0,1) = 0\)


wat tegenspraak oplevert.

Alleen nog die uitspraak over die afgeleide ongelijk aan nul goedpraten :)

Volgens mij moet er voor het tweede stuk bewezen worden dat erg geen
\( \gamma_i, \beta_i \)
zijn z.d.d.:
\( \log(x) (\gamma_1 x + \gamma_2 x^2 +...+ \gamma_m x^m) = \beta_1 x + \beta_2 x^2 +...+\beta_m x^m + \beta_{m+1} x^{m+1}+...+\beta_n x^n\ \forall\ x \in (0,1) \)
Quitters never win and winners never quit.

Gebruikersavatar
Berichten: 10.179

Re: Chebyshevsysteem

dirkwb schreef:Nu stel dat f(x) te schrijven is als:
\( f(x) = \beta_1 x +\beta_1 x^2 + ... +\beta_m x^m\)
dan geldt er
\( f^m(0,1) = 0\)
Wat bedoel je hier precies met fm(0, 1)? Want f is toch een functie van maar één veranderlijke?

Je laatste opmerking klinkt wel nog niet zo gek... Ga ik eens wat mee proberen.
Zoek je graag naar het meest interessante wetenschapsnieuws? Wij zoeken nog een vrijwilliger voor ons nieuwspostteam.

Berichten: 4.246

Re: Chebyshevsysteem

Tyoefoutje, ik bedoelde, de m-de afgeleide:
\( f^m(x) =0\)
Quitters never win and winners never quit.

Berichten: 4.246

Re: Chebyshevsysteem

Voor de tweede kan je substitutie z=e^(x) gebruiken.
Quitters never win and winners never quit.

Gebruikersavatar
Berichten: 10.179

Re: Chebyshevsysteem

Hmm, en hoe bewijs je daarvan dat het een Cheb.systeem is? Dat geeft een soort van veralgemeende vandermonde, lijkt me.
Zoek je graag naar het meest interessante wetenschapsnieuws? Wij zoeken nog een vrijwilliger voor ons nieuwspostteam.

Berichten: 4.246

Re: Chebyshevsysteem

Zijn de m_k-'s reëel? Of kunnen ze ook complex zijn?
Quitters never win and winners never quit.

Gebruikersavatar
Berichten: 10.179

Re: Chebyshevsysteem

Ze zijn reëel...
Zoek je graag naar het meest interessante wetenschapsnieuws? Wij zoeken nog een vrijwilliger voor ons nieuwspostteam.

Reageer