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 المرجع الالكتروني للمعلوماتية
تـشكيـل اتـجاهات المـستـهلك والعوامـل المؤثـرة عليـها
2024-11-27
النـماذج النـظريـة لاتـجاهـات المـستـهلـك
2024-11-27
{اصبروا وصابروا ورابطوا }
2024-11-27
الله لا يضيع اجر عامل
2024-11-27
ذكر الله
2024-11-27
الاختبار في ذبل الأموال والأنفس
2024-11-27


Chebyshev-Gauss Quadrature  
  
771   07:04 مساءً   date: 2-12-2021
Author : Abramowitz, M. and Stegun, I. A
Book or Source : Handbook of Mathematical Functions with Formulas, Graphs, and Mathematical Tables, 9th printing. New York: Dover,
Page and Part : ...


Read More
Date: 7-12-2021 791
Date: 5-12-2021 342
Date: 2-12-2021 772

Chebyshev-Gauss Quadrature

Chebyshev-Gauss quadrature, also called Chebyshev quadrature, is a Gaussian quadrature over the interval [-1,1] with weighting function W(x)=(1-x^2)^(-1/2) (Abramowitz and Stegun 1972, p. 889). The abscissas for quadrature order n are given by the roots of the Chebyshev polynomial of the first kind T_n(x), which occur symmetrically about 0. The weights are

w_i =

(1)

=

(2)

where A_n is the coefficient of x^n in T_n(x),

 gamma_n=A_npi(x),

(3)

and pi(x) the order-n Lagrange interpolating polynomial for T_n(x).

For Chebyshev polynomials of the first kind,

 A_n=2^(n-1),

(4)

so

 (A_(n+1))/(A_n)=2.

(5)

Additionally,

 gamma_n=1/2pi,

(6)

so

(7)

Since

 T_n(x)=cos(ncos^(-1)x),

(8)

the abscissas are given explicitly by

 x_i=cos[((2i-1)pi)/(2n)].

(9)

Since

= ((-1)^(i+1)n)/(sinalpha_i)

(10)

T_(n+1)(x_i) = (-1)^isinalpha_i,

(11)

where

 alpha_i=((2i-1)pi)/(2n),

(12)

all the weights are

 w_i=pi/n.

(13)

The explicit formula is then

 int_(-1)^1(f(x)dx)/(sqrt(1-x^2))=pi/nsum_(k=1)^nf[cos((2k-1)/(2n)pi)]+(2pi)/(2^(2n)(2n)!)f^((2n))(xi).

(14)

The following two tables give the numerical and analytic values for the first few points and weights.

n x_i w_i
2 +/-0.707107 1.5708
3 0 1.0472
  +/-0.866025 1.0472
4 +/-0.382683 0.785398
  +/-0.92388 0.785398
5 0 0.628319
  +/-0.587785 0.628319
  +/-0.951057 0.628319
2 +/-1/2sqrt(2) 1/2pi
3 0 1/3pi
3 +/-1/2sqrt(3) 1/3pi
4 +/-1/2sqrt(2-sqrt(2)) 1/4pi
4 +/-1/2sqrt(2+sqrt(2)) 1/4pi
5 0 1/5pi
5 +/-1/2sqrt(1/2(5-sqrt(5))) 1/5pi
5 +/-1/2sqrt(1/2(5+sqrt(5))) 1/5pi

REFERENCES:

Abramowitz, M. and Stegun, I. A. (Eds.). Handbook of Mathematical Functions with Formulas, Graphs, and Mathematical Tables, 9th printing. New York: Dover, p. 889, 1972.

Bronwin, B. "On the Determination of the Coefficients in Any Series of Sines and Cosines of Multiples of a Variable Angle from Particular Values of that Series." Phil. Mag. 34, 260-268, 1849.

Hildebrand, F. B. Introduction to Numerical Analysis. New York: McGraw-Hill, pp. 330-331, 1956.

Tchebicheff, P. "Sur les quadratures." J. de math. pures appliq. 19, 19-34, 1874.

Whittaker, E. T. and Robinson, G. "Chebyshef's Formulae." §79 in The Calculus of Observations: A Treatise on Numerical Mathematics, 4th ed. New York: Dover, pp. 158-159, 1967.




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.