A modified set of Chebyshev polynomials defined by a slightly different generating function. They arise in the development of four-dimensional spherical harmonics in angular momentum theory. They are a special case of the Gegenbauer polynomial with . They are also intimately connected with trigonometric multiple-angle formulas. The Chebyshev polynomials of the second kind are denoted , and implemented in the Wolfram Language as ChebyshevU[n, x]. The polynomials  are illustrated above for  and , 2, ..., 5.

The first few Chebyshev polynomials of the second kind are

			(1)
			(2)
			(3)
			(4)
			(5)
			(6)
			(7)

When ordered from smallest to largest powers, the triangle of nonzero coefficients is 1; 2; , 4; , 8; 1, , 16; 6, , 32; ... (OEIS A053117).

The defining generating function of the Chebyshev polynomials of the second kind is

			(8)
			(9)

for  and . To see the relationship to a Chebyshev polynomial of the first kind , take  of equation (9) to obtain

			(10)
			(11)

Multiplying (◇) by  then gives

(12)

and adding (12) and (◇) gives

			(13)
			(14)

This is the same generating function as for the Chebyshev polynomial of the first kind except for an additional factor of  in the denominator.

The Rodrigues representation for  is

(15)

The polynomials can also be defined in terms of the sums

			(16)
			(17)

where  is the floor function and  is the ceiling function, or in terms of the product

(18)

(Zwillinger 1995, p. 696).

 also obey the interesting determinant identity

(19)

The Chebyshev polynomials of the second kind are a special case of the Jacobi polynomials  with ,

			(20)
			(21)

where  is a hypergeometric function (Koekoek and Swarttouw 1998).

Letting  allows the Chebyshev polynomials of the second kind to be written as

(22)

The second linearly dependent solution to the transformed differential equation is then given by

(23)

which can also be written

(24)

where  is a Chebyshev polynomial of the first kind. Note that  is therefore not a polynomial.

The triangle of resultants  is given by {0}" src="http://mathworld.wolfram.com/images/equations/ChebyshevPolynomialoftheSecondKind/Inline78.gif" style="height:14px; width:17px" />, {-4,0}" src="http://mathworld.wolfram.com/images/equations/ChebyshevPolynomialoftheSecondKind/Inline79.gif" style="height:14px; width:42px" />, {0,-64,0}" src="http://mathworld.wolfram.com/images/equations/ChebyshevPolynomialoftheSecondKind/Inline80.gif" style="height:14px; width:64px" />, {16,256,4096,0}" src="http://mathworld.wolfram.com/images/equations/ChebyshevPolynomialoftheSecondKind/Inline81.gif" style="height:14px; width:104px" />, {0,0,0,1048576,0}" src="http://mathworld.wolfram.com/images/equations/ChebyshevPolynomialoftheSecondKind/Inline82.gif" style="height:14px; width:123px" />, ... (OEIS A054376).

REFERENCES:

Abramowitz, M. and Stegun, I. A. (Eds.). "Orthogonal Polynomials." Ch. 22 in Handbook of Mathematical Functions with Formulas, Graphs, and Mathematical Tables, 9th printing. New York: Dover, pp. 771-802, 1972.

Arfken, G. "Chebyshev (Tschebyscheff) Polynomials" and "Chebyshev Polynomials--Numerical Applications." §13.3 and 13.4 in Mathematical Methods for Physicists, 3rd ed. Orlando, FL: Academic Press, pp. 731-748, 1985.

Koekoek, R. and Swarttouw, R. F. "Chebyshev." §1.8.2 in The Askey-Scheme of Hypergeometric Orthogonal Polynomials and its -Analogue. Delft, Netherlands: Technische Universiteit Delft, Faculty of Technical Mathematics and Informatics Report 98-17, pp. 41-43, 1998.

Koepf, W. "Efficient Computation of Chebyshev Polynomials." In Computer Algebra Systems: A Practical Guide (Ed. M. J. Wester). New York: Wiley, pp. 79-99, 1999.

Pegg, E. Jr. "ChebyshevU." http://www.mathpuzzle.com/ChebyshevU.html.

Rivlin, T. J. Chebyshev Polynomials. New York: Wiley, 1990.

Sloane, N. J. A. Sequences A053117 and A054376 in "The On-Line Encyclopedia of Integer Sequences."

Spanier, J. and Oldham, K. B. "The Chebyshev Polynomials  and ." Ch. 22 in An Atlas of Functions. Washington, DC: Hemisphere, pp. 193-207, 1987.

Vasilyev, N. and Zelevinsky, A. "A Chebyshev Polyplayground: Recurrence Relations Applied to a Famous Set of Formulas." Quantum 10, 20-26, Sept./Oct. 1999.

Zwillinger, D. (Ed.). CRC Standard Mathematical Tables and Formulae. Boca Raton, FL: CRC Press, 1995.

اخر الاخبار

اخبار العتبة العباسية المقدسة

بذكرى شهادته.. جموع الزائرين تشيع النعش الرمزي للإمام الكاظم (عليه السلام) عند مرقده الطاهر في بغداد

العتبة العباسية المقدسة تنظم مجلس عزاء بذكرى شهادة الإمام الكاظم (عليه السلام)

جموع المؤمنين تشيّع النعش الرمزي للإمام الكاظم (عليه السلام) عند العتبتين المقدستين

شعبة التوجيه الديني النسوي تنظم مسابقة ميدانية بذكرى شهادة الإمام الكاظم (عليه السلام)

المزيد

الآخبار الصحية

الخبز الأسمر أم الأبيض.. أيهما أفضل لضبط سكر الدم؟

عقاقير التخسيس و"الانتحار".. الحكومة الأميركية تحسم الجدل

الهرم الغذائي الجديد.. لماذا يعد "انقلابا" في خارطة الطعام؟

لحماية ظهرك وقلبك في آن واحد.. ما وضعية النوم الصحيحة؟

المزيد

الآخبار التكنلوجية

كيف يعزز الضوء الطبيعي تفكيرك وانتباهك خلال اليوم

سابقة.. طاقم من محطة الفضاء الدولية يعود إلى الأرض مبكرا

منصات التواصل تضرّ بنفسية المراهقين… والفتيات الأكثر تأثرا

ابتكار ألماني قد يغيّر مستقبل صناعة البلاستيك

المزيد