Многочлены Шапиро
Многочлены Шапиро — последовательность многочленов, впервые изученная Гарольдом Шапиро в 1951 году при рассмотрении величин некоторых специальных тригонометрических сумм[1]. С точки зрения обработки сигналов, полиномы Шапиро обладают хорошими автокорреляционными свойствами[2], и их значения в единичном круге малы. Первые члены последовательности:
- ,
где вторая последовательность, Q, называется дополнительной к первой последовательности, P.
Построение
Полиномы Шапиро могут быть получены из последовательности Рудина-Шапиро (, если число подстрок 11 в двоичной записи числа n четно, и иначе (OEIS A020985)). Так, и т. д.
есть частичная сумма порядка степенного ряда
Последовательность Рудина-Шапиро имеет структуру, схожую с фрактальной — например, , то есть подпоследовательность совпадает с исходной . Это свойство приводит к примечательным функциональным уравнениям, которым удовлетворяет .
Дополнительные полиномы Шапиро, , могут быть определены через эту же последовательность, через отношение , или же через рекуррентные формулы:
Свойства
Дополнительная последовательность, , соответствующая , однозначно определяется следующими свойствами:
- Степень равна .
- Коэффициенты равны , коэффициент при нулевой степени равен 1.
- Равенство выполнено на всей единичной окружности .
Наиболее интересным свойством последовательности является то, что модуль значения на единичной окружности ограничен , что по порядку равно -норме . Многочлены с коэффициентами , максимум модуля которых на единичной окружности близок к среднему значению модуля, полезны в различных приложениях теории коммуникаций (например, форма антенны и сжатие данных). Свойство (3) показывает, что (P, Q) образуют пару Голея.
Другие свойства этих многочленов[3]:
См. также
- Многочлены Литлвуда
Примечания
- ↑ John Brillhart and L. Carlitz. Note on the Shapiro polynomials (англ.) // Proceedings of the American Mathematical Society : journal. — Proceedings of the American Mathematical Society, Vol. 25, No. 1, 1970. — May (vol. 25, no. 1). — P. 114—118. — doi:10.2307/2036537.
- ↑ Somaini, U. Binary sequences with good correlation properties (англ.) // Electronics Letters[англ.] : journal. — 1975. — 26 June (vol. 11, no. 13). — P. 278—279. — doi:10.1049/el:19750211.
- ↑ J. Brillhart; J.S. Lomont, P. Morton. Cyclotomic properties of the Rudin–Shapiro polynomials (англ.) // J. Reine Angew. Math. : journal. — 1976. — Vol. 288. — P. 37—65.
Список литературы
- Borwein, Peter B[англ.]. Computational Excursions in Analysis and Number Theory (англ.). — Springer, 2002. — ISBN 0387954449. Chapter 4.