158. Свойство ортогональности.
Рассмотрим две различные функции Эрмита
Мы имеем для них уравнения
Умножая первое из них на
второе — на
, вычитая и интегрируя по промежутку
получим, как всегда, свойство ортогональности функций Эрмита:
или, в силу (10),
т. е. можно сказать, что полиномы Эрмита ортогональны в промежутке
с весом
. Вычислим теперь интеграл (16) при
Согласно формуле (14) будем иметь
или, интегрируя по частям,
Внеинтегральный член представляет собою произведение
на полином, а потому он обращается в нуль при
Произведя дальнейшее интегрирование по частям, получим
или, принимая во внимание, что старший коэффициент полинома
равен
и окончательно будем иметь
Можно построить ряды, аналогичные рядам Фурье и расположенные по полиномам Эрмита так же, как это мы делали и для полиномов Лежандра [133]. Но только в данном случае вместо конечного промежутка
мы будем иметь бесконечный промежуток
. В этом промежутке получится разложение вида
где коэффициенты
в силу предыдущего условия ортогональности и формулы (17), определяются следующим образом:
Для того чтобы разложение (18) имело место, необходимо, конечно, чтобы функция
удовлетворяла некоторым условиям.