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词条 埃尔米特多项式
释义

在数学中,埃尔米特多项式是一种经典的正交多项式族,得名于法国数学家夏尔·埃尔米特。概率论里的埃奇沃斯级数的表达式中就要用到埃尔米特多项式。在组合数学中,埃尔米特多项式是阿佩尔方程的解。物理学中,埃尔米特多项式给出了量子谐振子的本征态。

定义

前六个(概率论中的)埃尔米特多项式的图像。

埃尔米特多项式有两种常见定义。第一种是:

这是概率论中较为常用的形式。有时也会使用另一种定义:

这是物理学中较为常用的形式。这两种定义并不是完全等价的。它们之间的关系是:

下文中一般会使用第一种定义,也是概率学家偏好的定义。因为

是标准正态分布函数(数学期望等于0,标准差等于1)的概率密度函数。

前六个(物理学中的)埃尔米特多项式的图像。

前六个概率学的埃尔米特多项式的表达式为:

性质

多项式Hn是一个n次的多项式。概率论的埃尔米特多项式是首一多项式(最高次项系数等于1),而物理学的埃尔米特多项式的最高次项系数等于2的n次。

正交性

多项式Hn的次数与序号n相同,所以不同的埃尔米特多项式的次数不一样。对于给定的权函数w,埃尔米特多项式的序列将会是正交序列。

(对于概率论的埃尔米特多项式) (对于物理学的埃尔米特多项式)也就是说,当mn时:

除此之外,还有:

(对于概率论的埃尔米特多项式) (对于物理学的埃尔米特多项式)

完备性

在所有满足

的函数所构成的完备空间中,埃尔米特多项式序列构成一组基。其中的内积定义如下:

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更新时间:2025/2/27 6:55:10