6.证明的最佳一致逼近次多项式就是在上的某个次拉格
朗日插值多项式。
证明:(1)若自身。这时在
上任取
,则
的最佳一致逼近次多项式就是个不同的点,
就可以看作以这
个
点为插值节点的关于自身的拉格朗日插值多项式。 (2)若
,且
是
的最佳一致逼近次多项式,则由在
在
上有至少由
上至少有
个点组成个零点,
契比雪夫定理知,误差曲线的交错点组,从而由介值定理知于是
就是以这
个零点为插值节点的次拉格朗日插值多项式。
12.构造区间上的最小零偏差次代数多项式。
解:已知在[的最小零偏差次代数多项式为
个点
,即它是处轮流取
次首一多项式,且在[-1,1]上的
得其最大值与最小值。 对于区间,作变换,
则当时,,以代入得
,其首项系数为,于是
是在上的次首一多项式,且在
个点处轮流取得其最大值与最小值
, 故上的最小零偏差次代数多项式为
。
15.假设是上的个互不相同的点,证明:对于任意向量
,方程组
证明:原方程组的矩阵形式为:
有唯一解。
为证明上述方程组有唯一解,仅需证明对应的齐次方程组只有零解。用反证法,假设对应的齐次方程组有非零解
,由此
令,于是对应的齐次方程组相当于,注意到已知
且互不相同以及
在中为奇函数,故,再加
上,从而次三角多项式在中有个
零点,这与引理3的性质6相矛盾。于是原方程组有唯一解。 17.证明许瓦兹不等式质。
,并借此证明内积范数满足范数的3条性
证:取,则
故:
推出:
。并由内积的性质:
(1)且
(2)(3)由于:
所以:
20.若连续函数列在上带权正交,且恒正,证明:
对任意个数,广义多项式在上至少有一个零点。
证明:用反证法。若存在个数,使广义多项式在
上没有零点,由于为连续函数,故在上恒正,
或恒负。不妨设,又由恒正,故
。但由于
正交,故
在上带权
,这与上式矛盾。
因此,对任意个数一个零点。
,广义多项式在上至少有
第五章 数值积分
1.若求积公式(2)具有m次代数精度,试证明对于任意次数不超过m的代数多项式
,都有
。
证明:因为对,都有,从而由
的线性性质以及任意有:
。结论成立。
2.证明柯特斯系数满足。
证明:(1)由,令,则
故
(2)由于牛顿-柯特斯公式的代数精度
,故对零次多项式
,
有,即,也就是,
即,由得。
3.证明柯特斯系数满足方程组: