المرجع الالكتروني للمعلوماتية
المرجع الألكتروني للمعلوماتية

الرياضيات
عدد المواضيع في هذا القسم 9761 موضوعاً
تاريخ الرياضيات
الرياضيات المتقطعة
الجبر
الهندسة
المعادلات التفاضلية و التكاملية
التحليل
علماء الرياضيات

Untitled Document
أبحث عن شيء أخر
ماشية اللحم في الولايات المتحدة الأمريكية
2024-11-05
أوجه الاستعانة بالخبير
2024-11-05
زكاة البقر
2024-11-05
الحالات التي لا يقبل فيها الإثبات بشهادة الشهود
2024-11-05
إجراءات المعاينة
2024-11-05
آثار القرائن القضائية
2024-11-05


Chebyshev Quadrature  
  
361   07:29 مساءً   date: 2-12-2021
Author : Beyer, W. H.
Book or Source : CRC Standard Mathematical Tables, 28th ed. Boca Raton, FL: CRC Press
Page and Part : ...


Read More
Date: 12-12-2021 603
Date: 9-12-2021 355
Date: 8-12-2021 320

Chebyshev Quadrature

A Gaussian quadrature-like formula for numerical estimation of integrals. It uses weighting function W(x)=1 in the interval [-1,1] and forces all the weights to be equal. The general formula is

 int_(-1)^1f(x)dx=2/nsum_(i=1)^nf(x_i),

(1)

where the abscissas x_i are found by taking terms up to y^n in the Maclaurin series of

 s_n(y)=exp{1/2n[-2+ln(1-y)(1-1/y)+ln(1+y)(1+1/y)]},

(2)

and then defining

 G_n(x)=x^ns_n(1/x).

(3)

The roots of G_n(x) then give the abscissas. The first few values are

G_0(x) = 1

(4)

G_1(x) = x

(5)

G_2(x) = 1/3(3x^2-1)

(6)

G_3(x) = 1/2(2x^3-x)

(7)

G_4(x) = 1/(45)(45x^4-30x^2+1)

(8)

G_5(x) = 1/(72)(72x^5-60x^3+7x)

(9)

G_6(x) = 1/(105)(105x^6-105x^4+21x^2-1)

(10)

G_7(x) = 1/(6480)(6480x^7-7560x^5+2142x^3-149x)

(11)

G_8(x) = 1/(42525)(42525x^8-56700x^6+20790x^4-2220x^2-43)

(12)

G_9(x) = 1/(22400)(22400x^9-33600x^7+15120x^5-2280x^3+53x)

(13)

(OEIS A002680 and A101270).

Because the roots are all real for n<=7 and n=9 only (Hildebrand 1956), these are the only permissible orders for Chebyshev quadrature. The error term is

 E_n={c_n(f^((n+1))(xi))/((n+1)!)   n odd; c_n(f^((n+2))(xi))/((n+2)!)   n even,

(14)

where

 c_n={int_(-1)^1xG_n(x)dx   n odd; int_(-1)^1x^2G_n(x)dx   n even.

(15)

The first few values of c_n are 2/3, 8/45, 1/15, 32/945, 13/756, and 16/1575 (Hildebrand 1956). Beyer (1987) gives abscissas up to n=7 and Hildebrand (1956) up to n=9.

n x_i
2 +/-0.57735
3 0
  +/-0.707107
4 +/-0.187592
  +/-0.794654
5 0
  +/-0.374541
  +/-0.832497
6 +/-0.266635
  +/-0.422519
  +/-0.866247
7 0
  +/-0.323912
  +/-0.529657
  +/-0.883862
9 0
  +/-0.167906
  +/-0.528762
  +/-0.601019
  +/-0.911589

The abscissas and weights can be computed analytically for small n.

n x_i
2 +/-1/3sqrt(3)
3 0
  +/-1/2sqrt(2)
4 +/-sqrt((sqrt(5)-2)/(3sqrt(5)))
  +/-sqrt((sqrt(5)+2)/(3sqrt(5)))
5 0
  +/-1/2sqrt((5-sqrt(11))/3)
  +/-1/2sqrt((5+sqrt(11))/3)

REFERENCES:

Beyer, W. H. CRC Standard Mathematical Tables, 28th ed. Boca Raton, FL: CRC Press, p. 466, 1987.

Hildebrand, F. B. Introduction to Numerical Analysis. New York: McGraw-Hill, pp. 345-351, 1956.

Salzer, H. E. "Tables for Facilitating the Use of Chebyshev's Quadrature Formula." J. Math. Phys. 26, 191-194, 1947.

Sloane, N. J. A. Sequences A002680/M2261 and A101270 in "The On-Line Encyclopedia of Integer Sequences."




الجبر أحد الفروع الرئيسية في الرياضيات، حيث إن التمكن من الرياضيات يعتمد على الفهم السليم للجبر. ويستخدم المهندسون والعلماء الجبر يومياً، وتعول المشاريع التجارية والصناعية على الجبر لحل الكثير من المعضلات التي تتعرض لها. ونظراً لأهمية الجبر في الحياة العصرية فإنه يدرّس في المدارس والجامعات في جميع أنحاء العالم. ويُعجب الكثير من الدارسين للجبر بقدرته وفائدته الكبيرتين، إذ باستخدام الجبر يمكن للمرء أن يحل كثيرًا من المسائل التي يتعذر حلها باستخدام الحساب فقط.وجاء اسمه من كتاب عالم الرياضيات والفلك والرحالة محمد بن موسى الخورازمي.


يعتبر علم المثلثات Trigonometry علماً عربياً ، فرياضيو العرب فضلوا علم المثلثات عن علم الفلك كأنهما علمين متداخلين ، ونظموه تنظيماً فيه لكثير من الدقة ، وقد كان اليونان يستعملون وتر CORDE ضعف القوسي قياس الزوايا ، فاستعاض رياضيو العرب عن الوتر بالجيب SINUS فأنت هذه الاستعاضة إلى تسهيل كثير من الاعمال الرياضية.

تعتبر المعادلات التفاضلية خير وسيلة لوصف معظم المـسائل الهندسـية والرياضـية والعلمية على حد سواء، إذ يتضح ذلك جليا في وصف عمليات انتقال الحرارة، جريان الموائـع، الحركة الموجية، الدوائر الإلكترونية فضلاً عن استخدامها في مسائل الهياكل الإنشائية والوصف الرياضي للتفاعلات الكيميائية.
ففي في الرياضيات, يطلق اسم المعادلات التفاضلية على المعادلات التي تحوي مشتقات و تفاضلات لبعض الدوال الرياضية و تظهر فيها بشكل متغيرات المعادلة . و يكون الهدف من حل هذه المعادلات هو إيجاد هذه الدوال الرياضية التي تحقق مشتقات هذه المعادلات.