§6 近似最佳一致逼近多项式 由韦尔斯特拉斯定理知存在最佳一致逼近多项式(伯恩斯坦多项式) 一、截断切比雪夫级数 利用切比雪夫多项式良好的逼近性质求近似最佳一致逼近多项式。 如果,按展成广义富利叶级数,由正交多项式展开公式  可得 ~ 此式称为函数在上的切比雪夫级数。 由  及  得到  这里。 若令,则 ~ 就是的富利叶级数,其中  根据富利叶级数理论可知,只要在上分段连续,则 的切比雪夫级数一致收敛于,从而  取它的部分和  其误差为  由于有个轮流为‘正、负’的偏差点,所以近似地有个偏差点,由切比雪夫定理,可作为在上的近似最佳一致逼近多项式,实际计算表明它与最佳一致逼近多项式非常接近,而计算较方便。 例: 求在上的切比雪夫展开。 解 由富利叶级数系数公式得 , 它可用后面介绍的数值积分方法计算,得到    由  及的公式得到   , 当区间为时可用变量置换  求得近似最佳一致逼近. 例如,求在上的近似最佳一致逼近一次式,可令,对,,按切比雪夫系数求得   于是 , 。 事实上是奇函数,当区间为时,它的切比雪夫展开也是奇函数,如可求出  , 与最佳逼近的误差分布近似(通过计算最佳逼近偏差)。这说明用切比雪夫展开部分和逼近的效果相当好。若用台劳展开,要使误差不超过就必须取1000项,因为欲使,只有当时才成立。 用切比雪夫展开还可得到其他基本初等函数的近似最佳逼近多项式。 二、拉格朗日插值余项的极小化 基本思想:以切比雪夫多项式的零点为节点构造函数 的插值多项式,作为其最佳一致逼近多项式的近似。 由切比雪夫多项式性质2可知,若以  为插值节点作n-1次插值多项式,则  与零的偏差最小,此时插值余项    其中。 如果插值区间是,不是,可做变换,令  使在上变化,于是  它的最高项系数为,故有 , 这时只要选插值节点 , 相应地  这时     由此可知,用公式  做插值节点求在上的插值多项式,虽然不能作为最佳逼近多项式,但由于它的误差分布均匀,得到的插值多项式是近似最佳逼近多项式。 例: 求在上的近似最佳逼近多项式,使其误差不超过。 解 ,,故  余项  只要,就有  由公式  插值节点  可算得      计算出  插值多项式为   在处 , ; 在处 , ; 若用的台劳近似,则得 ,  . 误差比大200多倍,在上分布不均匀,当接近1时,增长很快。 如果在区间上求的3次插值多项式,由的4个零点  做插值点可求得 ,