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<!-- Created by Wolfram Mathematica 5.2 -->

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<head>
 <title>
  Lecture 27 MIT 3.016 (Fall 2005)&nbsp;&nbsp;&nbsp;&copy; W. Craig Carter 2003-2005
 </title>
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</head>

<body style="font-family: Helvetica;background-color: #FFFB6A;">

<p class="Title">
 Basis and Orthogonal Functions
</p>



<p class="Subsection">
 This is a generalization of the Fourier series.&nbsp;&nbsp;The orthogonality of the trignometric functions<br />(i.e., <span><span class="SubsectionInline"><math xmlns='http://www.w3.org/1998/Math/MathML'>
 <msubsup>
  <mo>&Integral;</mo>
  <mn>0</mn>
  <mn>1</mn>
 </msubsup>
</math></span>Sin[2 &pi; n&nbsp;&nbsp;x]&nbsp;&nbsp;Sin[2 &pi; m x]<span class="doublestruck">d</span>x</span> = <span><table class='SubsectionInline'>
 <tr>
  <td style='text-align: center;'><span class="SubsectionInline"><math xmlns='http://www.w3.org/1998/Math/MathML'>
 <mfrac>
  <mn>1</mn>
  <mn>2</mn>
 </mfrac>
</math></span></td>
  <td style='text-align: center;'><span class="SubsectionInline">if&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;n=m</span></td>
 </tr>
 <tr>
  <td style='text-align: center;'><span class="SubsectionInline">0</span></td>
  <td style='text-align: center;'><span class="SubsectionInline">if&nbsp;&nbsp;&nbsp;n&ne;m</span></td>
 </tr>
</table>

</span>)<br />was the key to the ``trick''&nbsp;&nbsp;that permitted calculation of the Fourier coefficients.<br />This is a generalization of dot or scalar vector product, but for functions.&nbsp;&nbsp;The norm that is defined above for the trignometric functions is fairly simple, it is the l2-norm:<br />f(x) &bull; g(x) &equiv;&nbsp;&nbsp;<span style='font-size: 24px;'>&int; </span>f(x) g(x) dx&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;(l2-norm)<br />However, there can be many other types of norms, for instance a Gaussian weighted l2-norm<br />f(x) &bull; g(x) &equiv;&nbsp;&nbsp;<span style='font-size: 24px;'>&int; </span>f(x) g(x) <span><span class="SubsectionInline"><math xmlns='http://www.w3.org/1998/Math/MathML'>
 <msup>
  <mi>&ExponentialE;</mi>
  <mrow>
   <mo>-</mo>
   <mrow>
    <mi>x</mi>
    <mo>^</mo>
    <mn>2</mn>
   </mrow>
  </mrow>
 </msup>
</math></span></span> dx&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;(Gaussian weighted l2-norm)<br />and many many others.<br /><br />Both the norm and the domain of integration must be defined.<br /><br />To represent a function in terms of a sum of basis functions with coefficients, a orthogonality relation must be obtained for the basis functions.<br />We will do a few examples of orthogonality relations, the coefficients can be found as a straightforward extension of the Fourier method.
</p>



<p class="Text">
 Establish by example the orthogonality relations for the Lengendre Polynomials
</p>



<p class="CellLabel">
 In[115]:=
</p>



<p class="Input">
 <a id="mmtag_27_LegendrePxx__demonstrating_orthogonality"></a>
 <math xmlns='http://www.w3.org/1998/Math/MathML'>
 <mrow>
  <mi>Table</mi>
  <mo>[</mo>
  <mrow>
   <mrow>
    <mi>Integrate</mi>
    <mo>[</mo>
    <mrow>
     <mrow>
      <mrow>
       <mi>LegendreP</mi>
       <mo>[</mo>
       <mrow>
        <mi>i</mi>
        <mo>,</mo>
        <mi>x</mi>
       </mrow>
       <mo>]</mo>
      </mrow>
      <mo>&InvisibleTimes;</mo>
      <mrow>
       <mi>LegendreP</mi>
       <mo>[</mo>
       <mrow>
        <mn>5</mn>
        <mo>,</mo>
        <mi>x</mi>
       </mrow>
       <mo>]</mo>
      </mrow>
     </mrow>
     <mo>,</mo>
     <mrow>
      <mo>{</mo>
      <mrow>
       <mi>x</mi>
       <mo>,</mo>
       <mrow>
        <mo>-</mo>
        <mn>1</mn>
       </mrow>
       <mo>,</mo>
       <mn>1</mn>
      </mrow>
      <mo>}</mo>
     </mrow>
    </mrow>
    <mo>]</mo>
   </mrow>
   <mo>,</mo>
   <mrow>
    <mo>{</mo>
    <mrow>
     <mi>i</mi>
     <mo>,</mo>
     <mrow>
      <mo>-</mo>
      <mn>10</mn>
     </mrow>
     <mo>,</mo>
     <mn>10</mn>
    </mrow>
    <mo>}</mo>
   </mrow>
  </mrow>
  <mo>]</mo>
 </mrow>
</math>
</p>

<p class="CellLabel">
 Out[115]=
</p>



<p class="Output">
 <math xmlns='http://www.w3.org/1998/Math/MathML'>
 <mrow>
  <mo>{</mo>
  <mrow>
   <mn>0</mn>
   <mo>,</mo>
   <mn>0</mn>
   <mo>,</mo>
   <mn>0</mn>
   <mo>,</mo>
   <mn>0</mn>
   <mo>,</mo>
   <mfrac>
    <mn>2</mn>
    <mn>11</mn>
   </mfrac>
   <mo>,</mo>
   <mn>0</mn>
   <mo>,</mo>
   <mn>0</mn>
   <mo>,</mo>
   <mn>0</mn>
   <mo>,</mo>
   <mn>0</mn>
   <mo>,</mo>
   <mn>0</mn>
   <mo>,</mo>
   <mn>0</mn>
   <mo>,</mo>
   <mn>0</mn>
   <mo>,</mo>
   <mn>0</mn>
   <mo>,</mo>
   <mn>0</mn>
   <mo>,</mo>
   <mn>0</mn>
   <mo>,</mo>
   <mfrac>
    <mn>2</mn>
    <mn>11</mn>
   </mfrac>
   <mo>,</mo>
   <mn>0</mn>
   <mo>,</mo>
   <mn>0</mn>
   <mo>,</mo>
   <mn>0</mn>
   <mo>,</mo>
   <mn>0</mn>
   <mo>,</mo>
   <mn>0</mn>
  </mrow>
  <mo>}</mo>
 </mrow>
</math>
</p>

<p class="Text">
 Calculate the norm as a function of the order of the Legendre polynomial
</p>



<p class="CellLabel">
 In[116]:=
</p>



<p class="Input">
 <math xmlns='http://www.w3.org/1998/Math/MathML'>
 <mrow>
  <mi>Table</mi>
  <mo>[</mo>
  <mrow>
   <mrow>
    <mi>Integrate</mi>
    <mo>[</mo>
    <mrow>
     <mrow>
      <mrow>
       <mi>LegendreP</mi>
       <mo>[</mo>
       <mrow>
        <mi>i</mi>
        <mo>,</mo>
        <mi>x</mi>
       </mrow>
       <mo>]</mo>
      </mrow>
      <mo>&InvisibleTimes;</mo>
      <mrow>
       <mi>LegendreP</mi>
       <mo>[</mo>
       <mrow>
        <mi>i</mi>
        <mo>,</mo>
        <mi>x</mi>
       </mrow>
       <mo>]</mo>
      </mrow>
     </mrow>
     <mo>,</mo>
     <mrow>
      <mo>{</mo>
      <mrow>
       <mi>x</mi>
       <mo>,</mo>
       <mrow>
        <mo>-</mo>
        <mn>1</mn>
       </mrow>
       <mo>,</mo>
       <mn>1</mn>
      </mrow>
      <mo>}</mo>
     </mrow>
    </mrow>
    <mo>]</mo>
   </mrow>
   <mo>,</mo>
   <mrow>
    <mo>{</mo>
    <mrow>
     <mi>i</mi>
     <mo>,</mo>
     <mn>0</mn>
     <mo>,</mo>
     <mn>15</mn>
    </mrow>
    <mo>}</mo>
   </mrow>
  </mrow>
  <mo>]</mo>
 </mrow>
</math>
</p>

<p class="CellLabel">
 Out[116]=
</p>



<p class="Output">
 <math xmlns='http://www.w3.org/1998/Math/MathML'>
 <mrow>
  <mo>{</mo>
  <mrow>
   <mn>2</mn>
   <mo>,</mo>
   <mfrac>
    <mn>2</mn>
    <mn>3</mn>
   </mfrac>
   <mo>,</mo>
   <mfrac>
    <mn>2</mn>
    <mn>5</mn>
   </mfrac>
   <mo>,</mo>
   <mfrac>
    <mn>2</mn>
    <mn>7</mn>
   </mfrac>
   <mo>,</mo>
   <mfrac>
    <mn>2</mn>
    <mn>9</mn>
   </mfrac>
   <mo>,</mo>
   <mfrac>
    <mn>2</mn>
    <mn>11</mn>
   </mfrac>
   <mo>,</mo>
   <mfrac>
    <mn>2</mn>
    <mn>13</mn>
   </mfrac>
   <mo>,</mo>
   <mfrac>
    <mn>2</mn>
    <mn>15</mn>
   </mfrac>
   <mo>,</mo>
   <mfrac>
    <mn>2</mn>
    <mn>17</mn>
   </mfrac>
   <mo>,</mo>
   <mfrac>
    <mn>2</mn>
    <mn>19</mn>
   </mfrac>
   <mo>,</mo>
   <mfrac>
    <mn>2</mn>
    <mn>21</mn>
   </mfrac>
   <mo>,</mo>
   <mfrac>
    <mn>2</mn>
    <mn>23</mn>
   </mfrac>
   <mo>,</mo>
   <mfrac>
    <mn>2</mn>
    <mn>25</mn>
   </mfrac>
   <mo>,</mo>
   <mfrac>
    <mn>2</mn>
    <mn>27</mn>
   </mfrac>
   <mo>,</mo>
   <mfrac>
    <mn>2</mn>
    <mn>29</mn>
   </mfrac>
   <mo>,</mo>
   <mfrac>
    <mn>2</mn>
    <mn>31</mn>
   </mfrac>
  </mrow>
  <mo>}</mo>
 </mrow>
</math>
</p>

<p class="Text">
 Make a guess at what the norm looks like
</p>



<p class="CellLabel">
 In[117]:=
</p>



<p class="Input">
 <math xmlns='http://www.w3.org/1998/Math/MathML'>
 <mrow>
  <mi>Table</mi>
  <mo>[</mo>
  <mrow>
   <mfrac>
    <mn>2</mn>
    <mrow>
     <mrow>
      <mn>2</mn>
      <mo>&InvisibleTimes;</mo>
      <mi>i</mi>
     </mrow>
     <mtext> </mtext>
     <mo>+</mo>
     <mtext> </mtext>
     <mn>1</mn>
    </mrow>
   </mfrac>
   <mo>,</mo>
   <mtext> </mtext>
   <mrow>
    <mo>{</mo>
    <mrow>
     <mi>i</mi>
     <mo>,</mo>
     <mn>0</mn>
     <mo>,</mo>
     <mn>15</mn>
    </mrow>
    <mo>}</mo>
   </mrow>
  </mrow>
  <mo>]</mo>
 </mrow>
</math>
</p>

<p class="CellLabel">
 Out[117]=
</p>



<p class="Output">
 <a id="mmtag_27_LegendrePxx__orthogonality_relations"></a>
 <math xmlns='http://www.w3.org/1998/Math/MathML'>
 <mrow>
  <mo>{</mo>
  <mrow>
   <mn>2</mn>
   <mo>,</mo>
   <mfrac>
    <mn>2</mn>
    <mn>3</mn>
   </mfrac>
   <mo>,</mo>
   <mfrac>
    <mn>2</mn>
    <mn>5</mn>
   </mfrac>
   <mo>,</mo>
   <mfrac>
    <mn>2</mn>
    <mn>7</mn>
   </mfrac>
   <mo>,</mo>
   <mfrac>
    <mn>2</mn>
    <mn>9</mn>
   </mfrac>
   <mo>,</mo>
   <mfrac>
    <mn>2</mn>
    <mn>11</mn>
   </mfrac>
   <mo>,</mo>
   <mfrac>
    <mn>2</mn>
    <mn>13</mn>
   </mfrac>
   <mo>,</mo>
   <mfrac>
    <mn>2</mn>
    <mn>15</mn>
   </mfrac>
   <mo>,</mo>
   <mfrac>
    <mn>2</mn>
    <mn>17</mn>
   </mfrac>
   <mo>,</mo>
   <mfrac>
    <mn>2</mn>
    <mn>19</mn>
   </mfrac>
   <mo>,</mo>
   <mfrac>
    <mn>2</mn>
    <mn>21</mn>
   </mfrac>
   <mo>,</mo>
   <mfrac>
    <mn>2</mn>
    <mn>23</mn>
   </mfrac>
   <mo>,</mo>
   <mfrac>
    <mn>2</mn>
    <mn>25</mn>
   </mfrac>
   <mo>,</mo>
   <mfrac>
    <mn>2</mn>
    <mn>27</mn>
   </mfrac>
   <mo>,</mo>
   <mfrac>
    <mn>2</mn>
    <mn>29</mn>
   </mfrac>
   <mo>,</mo>
   <mfrac>
    <mn>2</mn>
    <mn>31</mn>
   </mfrac>
  </mrow>
  <mo>}</mo>
 </mrow>
</math>
</p>

<p class="Text">
 The orthogonality relation is plausibly: <span><span class="TextInline"><math xmlns='http://www.w3.org/1998/Math/MathML'>
 <msubsup>
  <mo>&Integral;</mo>
  <mrow>
   <mo>-</mo>
   <mn>1</mn>
  </mrow>
  <mn>1</mn>
 </msubsup>
</math></span>LegendreP[i,x]&nbsp;&nbsp;LegendreP[j,x]<span class="doublestruck">d</span>x</span> = <span><table class='TextInline'>
 <tr>
  <td style='text-align: center;'><span class="TextInline"><math xmlns='http://www.w3.org/1998/Math/MathML'>
 <mfrac>
  <mn>2</mn>
  <mrow>
   <mrow>
    <mn>2</mn>
    <mo>&InvisibleTimes;</mo>
    <mi>i</mi>
   </mrow>
   <mtext> </mtext>
   <mo>+</mo>
   <mtext> </mtext>
   <mn>1</mn>
  </mrow>
 </mfrac>
</math></span></td>
  <td style='text-align: center;'><span class="TextInline">if | i|=|j|</span></td>
 </tr>
 <tr>
  <td style='text-align: center;'><span class="TextInline">0</span></td>
  <td style='text-align: center;'><span class="TextInline">if |i |&ne;|j|</span></td>
 </tr>
</table>

</span><br />In fact, this is correct
</p>



<p class="Subtitle">
 Representation of a function in terms of the Legendre basis
</p>



<p class="Section">
 This demonstrates how to take a specific set (basis) of orthogonal functions and represent an arbitrary function in terms of an infinite sum of terms involving the basis functions, each with its own coefficient.&nbsp;&nbsp;This is a direct analog to what we did with Fourier series.
</p>



<p class="Text">
 A function to calculate the coefficients
</p>



<p class="CellLabel">
 In[118]:=
</p>



<p class="Input">
 <a id="mmtag_27_Legendre_series__determining_coefficients"></a>
 <math xmlns='http://www.w3.org/1998/Math/MathML'>
 <mrow>
  <mrow>
   <mi>LegendreCoefficient</mi>
   <mo>[</mo>
   <mrow>
    <mtext>f_</mtext>
    <mo>,</mo>
    <mtext> </mtext>
    <mtext>i_</mtext>
   </mrow>
   <mo>]</mo>
  </mrow>
  <mtext>  </mtext>
  <mo>:=</mo>
  <mtext> </mtext>
  <mrow>
   <mfrac>
    <mrow>
     <mrow>
      <mn>2</mn>
      <mo>&InvisibleTimes;</mo>
      <mi>i</mi>
     </mrow>
     <mtext> </mtext>
     <mo>+</mo>
     <mtext> </mtext>
     <mn>1</mn>
    </mrow>
    <mn>2</mn>
   </mfrac>
   <mo>&InvisibleTimes;</mo>
   <mrow>
    <mi>Integrate</mi>
    <mo>[</mo>
    <mrow>
     <mrow>
      <mrow>
       <mi>f</mi>
       <mo>[</mo>
       <mi>x</mi>
       <mo>]</mo>
      </mrow>
      <mo>&InvisibleTimes;</mo>
      <mrow>
       <mi>LegendreP</mi>
       <mo>[</mo>
       <mrow>
        <mi>i</mi>
        <mo>,</mo>
        <mi>x</mi>
       </mrow>
       <mo>]</mo>
      </mrow>
     </mrow>
     <mo>,</mo>
     <mrow>
      <mo>{</mo>
      <mrow>
       <mi>x</mi>
       <mo>,</mo>
       <mrow>
        <mo>-</mo>
        <mn>1</mn>
       </mrow>
       <mo>,</mo>
       <mn>1</mn>
      </mrow>
      <mo>}</mo>
     </mrow>
    </mrow>
    <mo>]</mo>
   </mrow>
  </mrow>
 </mrow>
</math>
</p>

<p class="Subsubsection">
 Use Legendre functions to represent the function <span><span class="SubsubsectionInline"><math xmlns='http://www.w3.org/1998/Math/MathML'>
 <msup>
  <mi>&ExponentialE;</mi>
  <mrow>
   <mo>-</mo>
   <msup>
    <mi>x</mi>
    <mn>2</mn>
   </msup>
  </mrow>
 </msup>
</math></span></span>
</p>



<p class="Text">
 This is an example function:
</p>



<p class="CellLabel">
 In[119]:=
</p>



<p class="Input">
 <math xmlns='http://www.w3.org/1998/Math/MathML'>
 <mrow>
  <mrow>
   <mi>AFunc</mi>
   <mo>[</mo>
   <mtext>x_</mtext>
   <mo>]</mo>
  </mrow>
  <mtext> </mtext>
  <mo>:=</mo>
  <mrow>
   <mi>Exp</mi>
   <mo>[</mo>
   <mrow>
    <mo>-</mo>
    <mrow>
     <mi>x</mi>
     <mo>^</mo>
     <mn>2</mn>
    </mrow>
   </mrow>
   <mo>]</mo>
  </mrow>
 </mrow>
</math>
</p>

<p class="Text">
 Calculate the first twenty coefficients
</p>



<p class="CellLabel">
 In[120]:=
</p>



<p class="Input">
 <math xmlns='http://www.w3.org/1998/Math/MathML'>
 <mrow>
  <mi>Lcofs</mi>
  <mtext> </mtext>
  <mo>=</mo>
  <mtext> </mtext>
  <mrow>
   <mi>Table</mi>
   <mo>[</mo>
   <mrow>
    <mrow>
     <mi>LegendreCoefficient</mi>
     <mo>[</mo>
     <mrow>
      <mi>AFunc</mi>
      <mo>,</mo>
      <mi>i</mi>
     </mrow>
     <mo>]</mo>
    </mrow>
    <mo>,</mo>
    <mrow>
     <mo>{</mo>
     <mrow>
      <mi>i</mi>
      <mo>,</mo>
      <mn>0</mn>
      <mo>,</mo>
      <mn>20</mn>
     </mrow>
     <mo>}</mo>
    </mrow>
   </mrow>
   <mo>]</mo>
  </mrow>
 </mrow>
</math>
</p>

<p class="CellLabel">
 Out[120]=
</p>



<p class="Output">
 <math xmlns='http://www.w3.org/1998/Math/MathML'>
 <mrow>
  <mo>{</mo>
  <mrow>
   <mrow>
    <mfrac>
     <mn>1</mn>
     <mn>2</mn>
    </mfrac>
    <mo>&InvisibleTimes;</mo>
    <msqrt>
     <mi>&pi;</mi>
    </msqrt>
    <mo>&InvisibleTimes;</mo>
    <mrow>
     <mi>Erf</mi>
     <mo>[</mo>
     <mn>1</mn>
     <mo>]</mo>
    </mrow>
   </mrow>
   <mo>,</mo>
   <mn>0</mn>
   <mo>,</mo>
   <mfrac>
    <mrow>
     <mn>5</mn>
     <mo>&InvisibleTimes;</mo>
     <mrow>
      <mo>(</mo>
      <mrow>
       <mrow>
        <mo>-</mo>
        <mn>6</mn>
       </mrow>
       <mo>+</mo>
       <mrow>
        <mi>&ExponentialE;</mi>
        <mo>&InvisibleTimes;</mo>
        <msqrt>
         <mi>&pi;</mi>
        </msqrt>
        <mo>&InvisibleTimes;</mo>
        <mrow>
         <mi>Erf</mi>
         <mo>[</mo>
         <mn>1</mn>
         <mo>]</mo>
        </mrow>
       </mrow>
      </mrow>
      <mo>)</mo>
     </mrow>
    </mrow>
    <mrow>
     <mn>8</mn>
     <mo>&InvisibleTimes;</mo>
     <mi>&ExponentialE;</mi>
    </mrow>
   </mfrac>
   <mo>,</mo>
   <mn>0</mn>
   <mo>,</mo>
   <mfrac>
    <mrow>
     <mn>9</mn>
     <mo>&InvisibleTimes;</mo>
     <mrow>
      <mo>(</mo>
      <mrow>
       <mrow>
        <mo>-</mo>
        <mn>230</mn>
       </mrow>
       <mo>+</mo>
       <mrow>
        <mn>57</mn>
        <mo>&InvisibleTimes;</mo>
        <mi>&ExponentialE;</mi>
        <mo>&InvisibleTimes;</mo>
        <msqrt>
         <mi>&pi;</mi>
        </msqrt>
        <mo>&InvisibleTimes;</mo>
        <mrow>
         <mi>Erf</mi>
         <mo>[</mo>
         <mn>1</mn>
         <mo>]</mo>
        </mrow>
       </mrow>
      </mrow>
      <mo>)</mo>
     </mrow>
    </mrow>
    <mrow>
     <mn>64</mn>
     <mo>&InvisibleTimes;</mo>
     <mi>&ExponentialE;</mi>
    </mrow>
   </mfrac>
   <mo>,</mo>
   <mn>0</mn>
   <mo>,</mo>
   <mfrac>
    <mrow>
     <mn>13</mn>
     <mo>&InvisibleTimes;</mo>
     <mrow>
      <mo>(</mo>
      <mrow>
       <mrow>
        <mo>-</mo>
        <mn>7938</mn>
       </mrow>
       <mo>+</mo>
       <mrow>
        <mn>1955</mn>
        <mo>&InvisibleTimes;</mo>
        <mi>&ExponentialE;</mi>
        <mo>&InvisibleTimes;</mo>
        <msqrt>
         <mi>&pi;</mi>
        </msqrt>
        <mo>&InvisibleTimes;</mo>
        <mrow>
         <mi>Erf</mi>
         <mo>[</mo>
         <mn>1</mn>
         <mo>]</mo>
        </mrow>
       </mrow>
      </mrow>
      <mo>)</mo>
     </mrow>
    </mrow>
    <mrow>
     <mn>256</mn>
     <mo>&InvisibleTimes;</mo>
     <mi>&ExponentialE;</mi>
    </mrow>
   </mfrac>
   <mo>,</mo>
   <mn>0</mn>
   <mo>,</mo>
   <mfrac>
    <mrow>
     <mn>17</mn>
     <mo>&InvisibleTimes;</mo>
     <mrow>
      <mo>(</mo>
      <mrow>
       <mrow>
        <mo>-</mo>
        <mn>1579218</mn>
       </mrow>
       <mo>+</mo>
       <mrow>
        <mn>388955</mn>
        <mo>&InvisibleTimes;</mo>
        <mi>&ExponentialE;</mi>
        <mo>&InvisibleTimes;</mo>
        <msqrt>
         <mi>&pi;</mi>
        </msqrt>
        <mo>&InvisibleTimes;</mo>
        <mrow>
         <mi>Erf</mi>
         <mo>[</mo>
         <mn>1</mn>
         <mo>]</mo>
        </mrow>
       </mrow>
      </mrow>
      <mo>)</mo>
     </mrow>
    </mrow>
    <mrow>
     <mn>4096</mn>
     <mo>&InvisibleTimes;</mo>
     <mi>&ExponentialE;</mi>
    </mrow>
   </mfrac>
   <mo>,</mo>
   <mn>0</mn>
   <mo>,</mo>
   <mfrac>
    <mrow>
     <mn>147</mn>
     <mo>&InvisibleTimes;</mo>
     <mrow>
      <mo>(</mo>
      <mrow>
       <mrow>
        <mo>-</mo>
        <mn>14740550</mn>
       </mrow>
       <mo>+</mo>
       <mrow>
        <mn>3630537</mn>
        <mo>&InvisibleTimes;</mo>
        <mi>&ExponentialE;</mi>
        <mo>&InvisibleTimes;</mo>
        <msqrt>
         <mi>&pi;</mi>
        </msqrt>
        <mo>&InvisibleTimes;</mo>
        <mrow>
         <mi>Erf</mi>
         <mo>[</mo>
         <mn>1</mn>
         <mo>]</mo>
        </mrow>
       </mrow>
      </mrow>
      <mo>)</mo>
     </mrow>
    </mrow>
    <mrow>
     <mn>16384</mn>
     <mo>&InvisibleTimes;</mo>
     <mi>&ExponentialE;</mi>
    </mrow>
   </mfrac>
   <mo>,</mo>
   <mn>0</mn>
   <mo>,</mo>
   <mfrac>
    <mrow>
     <mn>25</mn>
     <mo>&InvisibleTimes;</mo>
     <mrow>
      <mo>(</mo>
      <mrow>
       <mrow>
        <mo>-</mo>
        <mn>16734510494</mn>
       </mrow>
       <mo>+</mo>
       <mrow>
        <mn>4121641293</mn>
        <mo>&InvisibleTimes;</mo>
        <mi>&ExponentialE;</mi>
        <mo>&InvisibleTimes;</mo>
        <msqrt>
         <mi>&pi;</mi>
        </msqrt>
        <mo>&InvisibleTimes;</mo>
        <mrow>
         <mi>Erf</mi>
         <mo>[</mo>
         <mn>1</mn>
         <mo>]</mo>
        </mrow>
       </mrow>
      </mrow>
      <mo>)</mo>
     </mrow>
    </mrow>
    <mrow>
     <mn>131072</mn>
     <mo>&InvisibleTimes;</mo>
     <mi>&ExponentialE;</mi>
    </mrow>
   </mfrac>
   <mo>,</mo>
   <mn>0</mn>
   <mo>,</mo>
   <mfrac>
    <mrow>
     <mn>29</mn>
     <mo>&InvisibleTimes;</mo>
     <mrow>
      <mo>(</mo>
      <mrow>
       <mrow>
        <mo>-</mo>
        <mn>1621927519250</mn>
       </mrow>
       <mo>+</mo>
       <mrow>
        <mn>399474095163</mn>
        <mo>&InvisibleTimes;</mo>
        <mi>&ExponentialE;</mi>
        <mo>&InvisibleTimes;</mo>
        <msqrt>
         <mi>&pi;</mi>
        </msqrt>
        <mo>&InvisibleTimes;</mo>
        <mrow>
         <mi>Erf</mi>
         <mo>[</mo>
         <mn>1</mn>
         <mo>]</mo>
        </mrow>
       </mrow>
      </mrow>
      <mo>)</mo>
     </mrow>
    </mrow>
    <mrow>
     <mn>524288</mn>
     <mo>&InvisibleTimes;</mo>
     <mi>&ExponentialE;</mi>
    </mrow>
   </mfrac>
   <mo>,</mo>
   <mn>0</mn>
   <mo>,</mo>
   <mfrac>
    <mrow>
     <mn>33</mn>
     <mo>&InvisibleTimes;</mo>
     <mrow>
      <mo>(</mo>
      <mrow>
       <mrow>
        <mo>-</mo>
        <mn>1463595204914978</mn>
       </mrow>
       <mo>+</mo>
       <mrow>
        <mn>360477495590355</mn>
        <mo>&InvisibleTimes;</mo>
        <mi>&ExponentialE;</mi>
        <mo>&InvisibleTimes;</mo>
        <msqrt>
         <mi>&pi;</mi>
        </msqrt>
        <mo>&InvisibleTimes;</mo>
        <mrow>
         <mi>Erf</mi>
         <mo>[</mo>
         <mn>1</mn>
         <mo>]</mo>
        </mrow>
       </mrow>
      </mrow>
      <mo>)</mo>
     </mrow>
    </mrow>
    <mrow>
     <mn>16777216</mn>
     <mo>&InvisibleTimes;</mo>
     <mi>&ExponentialE;</mi>
    </mrow>
   </mfrac>
   <mo>,</mo>
   <mn>0</mn>
   <mo>,</mo>
   <mfrac>
    <mrow>
     <mn>37</mn>
     <mo>&InvisibleTimes;</mo>
     <mrow>
      <mo>(</mo>
      <mrow>
       <mrow>
        <mo>-</mo>
        <mn>188369607025634322</mn>
       </mrow>
       <mo>+</mo>
       <mrow>
        <mn>46394661555265595</mn>
        <mo>&InvisibleTimes;</mo>
        <mi>&ExponentialE;</mi>
        <mo>&InvisibleTimes;</mo>
        <msqrt>
         <mi>&pi;</mi>
        </msqrt>
        <mo>&InvisibleTimes;</mo>
        <mrow>
         <mi>Erf</mi>
         <mo>[</mo>
         <mn>1</mn>
         <mo>]</mo>
        </mrow>
       </mrow>
      </mrow>
      <mo>)</mo>
     </mrow>
    </mrow>
    <mrow>
     <mn>67108864</mn>
     <mo>&InvisibleTimes;</mo>
     <mi>&ExponentialE;</mi>
    </mrow>
   </mfrac>
   <mo>,</mo>
   <mn>0</mn>
   <mo>,</mo>
   <mfrac>
    <mrow>
     <mn>41</mn>
     <mo>&InvisibleTimes;</mo>
     <mrow>
      <mo>(</mo>
      <mrow>
       <mrow>
        <mo>-</mo>
        <mn>54487481501236728090</mn>
       </mrow>
       <mo>+</mo>
       <mrow>
        <mn>13420043196802227271</mn>
        <mo>&InvisibleTimes;</mo>
        <mi>&ExponentialE;</mi>
        <mo>&InvisibleTimes;</mo>
        <msqrt>
         <mi>&pi;</mi>
        </msqrt>
        <mo>&InvisibleTimes;</mo>
        <mrow>
         <mi>Erf</mi>
         <mo>[</mo>
         <mn>1</mn>
         <mo>]</mo>
        </mrow>
       </mrow>
      </mrow>
      <mo>)</mo>
     </mrow>
    </mrow>
    <mrow>
     <mn>536870912</mn>
     <mo>&InvisibleTimes;</mo>
     <mi>&ExponentialE;</mi>
    </mrow>
   </mfrac>
  </mrow>
  <mo>}</mo>
 </mrow>
</math>
</p>

<p class="Text">
 Construct a vector of the eigenfunctions
</p>



<p class="CellLabel">
 In[121]:=
</p>



<p class="Input">
 <math xmlns='http://www.w3.org/1998/Math/MathML'>
 <mrow>
  <mrow>
   <mi>Lfuncs</mi>
   <mtext> </mtext>
   <mo>=</mo>
   <mtext> </mtext>
   <mrow>
    <mi>Table</mi>
    <mo>[</mo>
    <mrow>
     <mrow>
      <mi>LegendreP</mi>
      <mo>[</mo>
      <mrow>
       <mi>i</mi>
       <mo>,</mo>
       <mi>x</mi>
      </mrow>
      <mo>]</mo>
     </mrow>
     <mo>,</mo>
     <mrow>
      <mo>{</mo>
      <mrow>
       <mi>i</mi>
       <mo>,</mo>
       <mn>0</mn>
       <mo>,</mo>
       <mn>20</mn>
      </mrow>
      <mo>}</mo>
     </mrow>
    </mrow>
    <mo>]</mo>
   </mrow>
  </mrow>
  <mo>;</mo>
 </mrow>
</math>
</p>

<p class="Message">
 <math xmlns='http://www.w3.org/1998/Math/MathML'>
 <mrow>
  <mrow>
   <mi>General</mi>
   <mtext>::</mtext>
   <mi>spell1</mi>
  </mrow>
  <mo>&InvisibleTimes;</mo>
  <mrow>
   <mo>:</mo>
   <mtext> </mtext>
  </mrow>
  <semantics>
   <mrow>
    <mtext>Possible spelling error: new symbol name \&quot;</mtext>
    <mi>Lfuncs</mi>
    <mtext>\&quot; is similar to existing symbol \&quot;</mtext>
    <mi>funcs</mi>
    <mtext>\&quot;. </mtext>
    <maction actiontype='highlight'>
     <mi>More&hellip;</mi>
    </maction>
   </mrow>
   <annotation encoding='Mathematica'>&quot;Possible spelling error: new symbol name \\\&quot;\\!\\(Lfuncs\\)\\\&quot; is similar to existing symbol \\\&quot;\\!\\(funcs\\)\\\&quot;. \\!\\(\\*ButtonBox[\\\&quot;More\[Ellipsis]\\\&quot;, ButtonStyle-&gt;\\\&quot;RefGuideLinkText\\\&quot;, ButtonFrame-&gt;None, ButtonData:&gt;\\\&quot;General::spell1\\\&quot;]\\)&quot;</annotation>
  </semantics>
 </mrow>
</math>
</p>

<p class="Text">
 Visualize the approximation of the first twenty terms
</p>



<p class="CellLabel">
 In[122]:=
</p>



<p class="Input">
 <a id="mmtag_27_Legendre_series__example_of_fitting_function_with"></a>
 <math xmlns='http://www.w3.org/1998/Math/MathML'>
 <mrow>
  <mi>Plot</mi>
  <mo>[</mo>
  <mrow>
   <mrow>
    <mo>{</mo>
    <mrow>
     <mrow>
      <mi>Lcofs</mi>
      <mo>.</mo>
      <mi>Lfuncs</mi>
     </mrow>
     <mo>,</mo>
     <mrow>
      <mi>Exp</mi>
      <mo>[</mo>
      <mrow>
       <mo>-</mo>
       <mrow>
        <mi>x</mi>
        <mo>^</mo>
        <mn>2</mn>
       </mrow>
      </mrow>
      <mo>]</mo>
     </mrow>
    </mrow>
    <mo>}</mo>
   </mrow>
   <mo>,</mo>
   <mrow>
    <mo>{</mo>
    <mrow>
     <mi>x</mi>
     <mo>,</mo>
     <mrow>
      <mo>-</mo>
      <mn>1</mn>
     </mrow>
     <mo>,</mo>
     <mn>1</mn>
    </mrow>
    <mo>}</mo>
   </mrow>
   <mo>,</mo>
   <mrow>
    <mi>PlotStyle</mi>
    <mo>&rightarrow;</mo>
    <mrow>
     <mo>{</mo>
     <mrow>
      <mrow>
       <mo>{</mo>
       <mrow>
        <mrow>
         <mi>Hue</mi>
         <mo>[</mo>
         <mn>0</mn>
         <mo>]</mo>
        </mrow>
        <mo>,</mo>
        <mrow>
         <mi>Thickness</mi>
         <mo>[</mo>
         <mn>0.01</mn>
         <mo>]</mo>
        </mrow>
       </mrow>
       <mo>}</mo>
      </mrow>
      <mo>,</mo>
      <mrow>
       <mo>{</mo>
       <mrow>
        <mrow>
         <mi>Hue</mi>
         <mo>[</mo>
         <mn>0.66</mn>
         <mo>]</mo>
        </mrow>
        <mo>,</mo>
        <mrow>
         <mi>Thickness</mi>
         <mo>[</mo>
         <mn>0.005</mn>
         <mo>]</mo>
        </mrow>
       </mrow>
       <mo>}</mo>
      </mrow>
     </mrow>
     <mo>}</mo>
    </mrow>
   </mrow>
  </mrow>
  <mo>]</mo>
 </mrow>
</math>
</p>

<p class="Graphics">
 <img src="HTMLFiles/Lecture-27_1.gif" alt="[Graphics:HTMLFiles/Lecture-27_1.gif]"  width="576" height="356"  style="vertical-align:middle" />
</p>

<p class="CellLabel">
 Out[122]=
</p>



<p class="Output">
 <math xmlns='http://www.w3.org/1998/Math/MathML'>
 <mrow>
  <mo>&hybull;</mo>
  <mo>&InvisibleTimes;</mo>
  <mi>Graphics</mi>
  <mo>&InvisibleTimes;</mo>
  <mo>&hybull;</mo>
 </mrow>
</math>
</p>

<p class="Text">
 Try another function
</p>



<p class="CellLabel">
 In[123]:=
</p>



<p class="Input">
 <math xmlns='http://www.w3.org/1998/Math/MathML'>
 <mrow>
  <mrow>
   <mi>AFunc</mi>
   <mo>[</mo>
   <mtext>x_</mtext>
   <mo>]</mo>
  </mrow>
  <mtext> </mtext>
  <mo>:=</mo>
  <mrow>
   <mrow>
    <mi>Sin</mi>
    <mo>[</mo>
    <mrow>
     <mn>5</mn>
     <mo>&InvisibleTimes;</mo>
     <mi>x</mi>
    </mrow>
    <mo>]</mo>
   </mrow>
   <mo>&InvisibleTimes;</mo>
   <mrow>
    <mi>Sin</mi>
    <mo>[</mo>
    <mrow>
     <mrow>
      <mo>(</mo>
      <mrow>
       <mn>5</mn>
       <mtext> </mtext>
       <mo>+</mo>
       <mtext> </mtext>
       <mfrac>
        <mn>1</mn>
        <mn>10</mn>
       </mfrac>
      </mrow>
      <mo>)</mo>
     </mrow>
     <mo>&InvisibleTimes;</mo>
     <mi>x</mi>
    </mrow>
    <mo>]</mo>
   </mrow>
  </mrow>
 </mrow>
</math>
</p>

<p class="Text">
 Coefficients out to 10 terms
</p>



<p class="CellLabel">
 In[124]:=
</p>



<p class="Input">
 <math xmlns='http://www.w3.org/1998/Math/MathML'>
 <mrow>
  <mi>Lcofs</mi>
  <mtext> </mtext>
  <mo>=</mo>
  <mtext> </mtext>
  <mrow>
   <mi>Table</mi>
   <mo>[</mo>
   <mrow>
    <mrow>
     <mi>LegendreCoefficient</mi>
     <mo>[</mo>
     <mrow>
      <mi>AFunc</mi>
      <mo>,</mo>
      <mi>i</mi>
     </mrow>
     <mo>]</mo>
    </mrow>
    <mo>,</mo>
    <mrow>
     <mo>{</mo>
     <mrow>
      <mi>i</mi>
      <mo>,</mo>
      <mn>0</mn>
      <mo>,</mo>
      <mn>10</mn>
     </mrow>
     <mo>}</mo>
    </mrow>
   </mrow>
   <mo>]</mo>
  </mrow>
 </mrow>
</math>
</p>

<p class="CellLabel">
 Out[124]=
</p>



<p class="Output">
 <math xmlns='http://www.w3.org/1998/Math/MathML'>
 <mrow>
  <mo>{</mo>
  <mrow>
   <mrow>
    <mfrac>
     <mn>1</mn>
     <mn>2</mn>
    </mfrac>
    <mo>&InvisibleTimes;</mo>
    <mrow>
     <mo>(</mo>
     <mrow>
      <mrow>
       <mn>10</mn>
       <mo>&InvisibleTimes;</mo>
       <mrow>
        <mi>Sin</mi>
        <mo>[</mo>
        <mfrac>
         <mn>1</mn>
         <mn>10</mn>
        </mfrac>
        <mo>]</mo>
       </mrow>
      </mrow>
      <mo>-</mo>
      <mrow>
       <mfrac>
        <mn>10</mn>
        <mn>101</mn>
       </mfrac>
       <mo>&InvisibleTimes;</mo>
       <mrow>
        <mi>Sin</mi>
        <mo>[</mo>
        <mfrac>
         <mn>101</mn>
         <mn>10</mn>
        </mfrac>
        <mo>]</mo>
       </mrow>
      </mrow>
     </mrow>
     <mo>)</mo>
    </mrow>
   </mrow>
   <mo>,</mo>
   <mn>0</mn>
   <mo>,</mo>
   <mrow>
    <mfrac>
     <mn>5</mn>
     <mn>2</mn>
    </mfrac>
    <mo>&InvisibleTimes;</mo>
    <mrow>
     <mo>(</mo>
     <mrow>
      <mrow>
       <mn>300</mn>
       <mo>&InvisibleTimes;</mo>
       <mrow>
        <mi>Cos</mi>
        <mo>[</mo>
        <mfrac>
         <mn>1</mn>
         <mn>10</mn>
        </mfrac>
        <mo>]</mo>
       </mrow>
      </mrow>
      <mo>-</mo>
      <mfrac>
       <mrow>
        <mn>300</mn>
        <mo>&InvisibleTimes;</mo>
        <mrow>
         <mi>Cos</mi>
         <mo>[</mo>
         <mfrac>
          <mn>101</mn>
          <mn>10</mn>
         </mfrac>
         <mo>]</mo>
        </mrow>
       </mrow>
       <mn>10201</mn>
      </mfrac>
      <mo>-</mo>
      <mrow>
       <mn>2990</mn>
       <mo>&InvisibleTimes;</mo>
       <mrow>
        <mi>Sin</mi>
        <mo>[</mo>
        <mfrac>
         <mn>1</mn>
         <mn>10</mn>
        </mfrac>
        <mo>]</mo>
       </mrow>
      </mrow>
      <mo>-</mo>
      <mfrac>
       <mrow>
        <mn>99010</mn>
        <mo>&InvisibleTimes;</mo>
        <mrow>
         <mi>Sin</mi>
         <mo>[</mo>
         <mfrac>
          <mn>101</mn>
          <mn>10</mn>
         </mfrac>
         <mo>]</mo>
        </mrow>
       </mrow>
       <mn>1030301</mn>
      </mfrac>
     </mrow>
     <mo>)</mo>
    </mrow>
   </mrow>
   <mo>,</mo>
   <mn>0</mn>
   <mo>,</mo>
   <mrow>
    <mfrac>
     <mn>9</mn>
     <mn>2</mn>
    </mfrac>
    <mo>&InvisibleTimes;</mo>
    <mrow>
     <mo>(</mo>
     <mrow>
      <mrow>
       <mrow>
        <mo>-</mo>
        <mn>1049000</mn>
       </mrow>
       <mo>&InvisibleTimes;</mo>
       <mrow>
        <mi>Cos</mi>
        <mo>[</mo>
        <mfrac>
         <mn>1</mn>
         <mn>10</mn>
        </mfrac>
        <mo>]</mo>
       </mrow>
      </mrow>
      <mo>-</mo>
      <mfrac>
       <mrow>
        <mn>9151000</mn>
        <mo>&InvisibleTimes;</mo>
        <mrow>
         <mi>Cos</mi>
         <mo>[</mo>
         <mfrac>
          <mn>101</mn>
          <mn>10</mn>
         </mfrac>
         <mo>]</mo>
        </mrow>
       </mrow>
       <mn>104060401</mn>
      </mfrac>
      <mo>+</mo>
      <mrow>
       <mn>10455010</mn>
       <mo>&InvisibleTimes;</mo>
       <mrow>
        <mi>Sin</mi>
        <mo>[</mo>
        <mfrac>
         <mn>1</mn>
         <mn>10</mn>
        </mfrac>
        <mo>]</mo>
       </mrow>
      </mrow>
      <mo>-</mo>
      <mfrac>
       <mrow>
        <mn>592059010</mn>
        <mo>&InvisibleTimes;</mo>
        <mrow>
         <mi>Sin</mi>
         <mo>[</mo>
         <mfrac>
          <mn>101</mn>
          <mn>10</mn>
         </mfrac>
         <mo>]</mo>
        </mrow>
       </mrow>
       <mn>10510100501</mn>
      </mfrac>
     </mrow>
     <mo>)</mo>
    </mrow>
   </mrow>
   <mo>,</mo>
   <mn>0</mn>
   <mo>,</mo>
   <mrow>
    <mfrac>
     <mn>13</mn>
     <mn>2</mn>
    </mfrac>
    <mo>&InvisibleTimes;</mo>
    <mrow>
     <mo>(</mo>
     <mrow>
      <mrow>
       <mn>10382402100</mn>
       <mo>&InvisibleTimes;</mo>
       <mrow>
        <mi>Cos</mi>
        <mo>[</mo>
        <mfrac>
         <mn>1</mn>
         <mn>10</mn>
        </mfrac>
        <mo>]</mo>
       </mrow>
      </mrow>
      <mo>-</mo>
      <mfrac>
       <mrow>
        <mn>100389242100</mn>
        <mo>&InvisibleTimes;</mo>
        <mrow>
         <mi>Cos</mi>
         <mo>[</mo>
         <mfrac>
          <mn>101</mn>
          <mn>10</mn>
         </mfrac>
         <mo>]</mo>
        </mrow>
       </mrow>
       <mn>1061520150601</mn>
      </mfrac>
      <mo>-</mo>
      <mrow>
       <mn>103477709990</mn>
       <mo>&InvisibleTimes;</mo>
       <mrow>
        <mi>Sin</mi>
        <mo>[</mo>
        <mfrac>
         <mn>1</mn>
         <mn>10</mn>
        </mfrac>
        <mo>]</mo>
       </mrow>
      </mrow>
      <mo>+</mo>
      <mfrac>
       <mrow>
        <mn>6521460203990</mn>
        <mo>&InvisibleTimes;</mo>
        <mrow>
         <mi>Sin</mi>
         <mo>[</mo>
         <mfrac>
          <mn>101</mn>
          <mn>10</mn>
         </mfrac>
         <mo>]</mo>
        </mrow>
       </mrow>
       <mn>107213535210701</mn>
      </mfrac>
     </mrow>
     <mo>)</mo>
    </mrow>
   </mrow>
   <mo>,</mo>
   <mn>0</mn>
   <mo>,</mo>
   <mrow>
    <mfrac>
     <mn>17</mn>
     <mn>2</mn>
    </mfrac>
    <mo>&InvisibleTimes;</mo>
    <mrow>
     <mo>(</mo>
     <mrow>
      <mrow>
       <mrow>
        <mo>-</mo>
        <mn>202432299296400</mn>
       </mrow>
       <mo>&InvisibleTimes;</mo>
       <mrow>
        <mi>Cos</mi>
        <mo>[</mo>
        <mfrac>
         <mn>1</mn>
         <mn>10</mn>
        </mfrac>
        <mo>]</mo>
       </mrow>
      </mrow>
      <mo>+</mo>
      <mfrac>
       <mrow>
        <mn>835591477136400</mn>
        <mo>&InvisibleTimes;</mo>
        <mrow>
         <mi>Cos</mi>
         <mo>[</mo>
         <mfrac>
          <mn>101</mn>
          <mn>10</mn>
         </mfrac>
         <mo>]</mo>
        </mrow>
       </mrow>
       <mn>10828567056280801</mn>
      </mfrac>
      <mo>+</mo>
      <mrow>
       <mn>2017570746870010</mn>
       <mo>&InvisibleTimes;</mo>
       <mrow>
        <mi>Sin</mi>
        <mo>[</mo>
        <mfrac>
         <mn>1</mn>
         <mn>10</mn>
        </mfrac>
        <mo>]</mo>
       </mrow>
      </mrow>
      <mo>+</mo>
      <mfrac>
       <mrow>
        <mn>114086914568321990</mn>
        <mo>&InvisibleTimes;</mo>
        <mrow>
         <mi>Sin</mi>
         <mo>[</mo>
         <mfrac>
          <mn>101</mn>
          <mn>10</mn>
         </mfrac>
         <mo>]</mo>
        </mrow>
       </mrow>
       <mn>1093685272684360901</mn>
      </mfrac>
     </mrow>
     <mo>)</mo>
    </mrow>
   </mrow>
   <mo>,</mo>
   <mn>0</mn>
   <mo>,</mo>
   <mrow>
    <mfrac>
     <mn>21</mn>
     <mn>2</mn>
    </mfrac>
    <mo>&InvisibleTimes;</mo>
    <mrow>
     <mo>(</mo>
     <mrow>
      <mrow>
       <mn>6538104407577605500</mn>
       <mo>&InvisibleTimes;</mo>
       <mrow>
        <mi>Cos</mi>
        <mo>[</mo>
        <mfrac>
         <mn>1</mn>
         <mn>10</mn>
        </mfrac>
        <mo>]</mo>
       </mrow>
      </mrow>
      <mo>+</mo>
      <mfrac>
       <mrow>
        <mn>5563454313317994500</mn>
        <mo>&InvisibleTimes;</mo>
        <mrow>
         <mi>Cos</mi>
         <mo>[</mo>
         <mfrac>
          <mn>101</mn>
          <mn>10</mn>
         </mfrac>
         <mo>]</mo>
        </mrow>
       </mrow>
       <mn>110462212541120451001</mn>
      </mfrac>
      <mo>-</mo>
      <mrow>
       <mn>65162961832469984990</mn>
       <mo>&InvisibleTimes;</mo>
       <mrow>
        <mi>Sin</mi>
        <mo>[</mo>
        <mfrac>
         <mn>1</mn>
         <mn>10</mn>
        </mfrac>
        <mo>]</mo>
       </mrow>
      </mrow>
      <mo>-</mo>
      <mfrac>
       <mrow>
        <mn>1906651913045646525010</mn>
        <mo>&InvisibleTimes;</mo>
        <mrow>
         <mi>Sin</mi>
         <mo>[</mo>
         <mfrac>
          <mn>101</mn>
          <mn>10</mn>
         </mfrac>
         <mo>]</mo>
        </mrow>
       </mrow>
       <mn>11156683466653165551101</mn>
      </mfrac>
     </mrow>
     <mo>)</mo>
    </mrow>
   </mrow>
  </mrow>
  <mo>}</mo>
 </mrow>
</math>
</p>

<p class="CellLabel">
 In[125]:=
</p>



<p class="Input">
 <math xmlns='http://www.w3.org/1998/Math/MathML'>
 <mrow>
  <mrow>
   <mi>Lfuncs</mi>
   <mtext> </mtext>
   <mo>=</mo>
   <mtext> </mtext>
   <mrow>
    <mi>Table</mi>
    <mo>[</mo>
    <mrow>
     <mrow>
      <mi>LegendreP</mi>
      <mo>[</mo>
      <mrow>
       <mi>i</mi>
       <mo>,</mo>
       <mi>x</mi>
      </mrow>
      <mo>]</mo>
     </mrow>
     <mo>,</mo>
     <mrow>
      <mo>{</mo>
      <mrow>
       <mi>i</mi>
       <mo>,</mo>
       <mn>0</mn>
       <mo>,</mo>
       <mn>10</mn>
      </mrow>
      <mo>}</mo>
     </mrow>
    </mrow>
    <mo>]</mo>
   </mrow>
  </mrow>
  <mo>;</mo>
 </mrow>
</math>
</p>

<p class="Text">
 Visualize the approximation
</p>



<p class="CellLabel">
 In[126]:=
</p>



<p class="Input">
 <math xmlns='http://www.w3.org/1998/Math/MathML'>
 <mrow>
  <mi>Plot</mi>
  <mo>[</mo>
  <mrow>
   <mrow>
    <mo>{</mo>
    <mrow>
     <mrow>
      <mi>Lcofs</mi>
      <mo>.</mo>
      <mi>Lfuncs</mi>
     </mrow>
     <mo>,</mo>
     <mrow>
      <mi>AFunc</mi>
      <mo>[</mo>
      <mi>x</mi>
      <mo>]</mo>
     </mrow>
    </mrow>
    <mo>}</mo>
   </mrow>
   <mo>,</mo>
   <mrow>
    <mo>{</mo>
    <mrow>
     <mi>x</mi>
     <mo>,</mo>
     <mrow>
      <mo>-</mo>
      <mn>1</mn>
     </mrow>
     <mo>,</mo>
     <mn>1</mn>
    </mrow>
    <mo>}</mo>
   </mrow>
   <mo>,</mo>
   <mrow>
    <mi>PlotStyle</mi>
    <mo>&rightarrow;</mo>
    <mrow>
     <mo>{</mo>
     <mrow>
      <mrow>
       <mo>{</mo>
       <mrow>
        <mrow>
         <mi>Hue</mi>
         <mo>[</mo>
         <mn>0</mn>
         <mo>]</mo>
        </mrow>
        <mo>,</mo>
        <mrow>
         <mi>Thickness</mi>
         <mo>[</mo>
         <mn>0.01</mn>
         <mo>]</mo>
        </mrow>
       </mrow>
       <mo>}</mo>
      </mrow>
      <mo>,</mo>
      <mrow>
       <mo>{</mo>
       <mrow>
        <mrow>
         <mi>Hue</mi>
         <mo>[</mo>
         <mn>0.66</mn>
         <mo>]</mo>
        </mrow>
        <mo>,</mo>
        <mrow>
         <mi>Thickness</mi>
         <mo>[</mo>
         <mn>0.005</mn>
         <mo>]</mo>
        </mrow>
       </mrow>
       <mo>}</mo>
      </mrow>
     </mrow>
     <mo>}</mo>
    </mrow>
   </mrow>
  </mrow>
  <mo>]</mo>
 </mrow>
</math>
</p>

<p class="Graphics">
 <img src="HTMLFiles/Lecture-27_2.gif" alt="[Graphics:HTMLFiles/Lecture-27_2.gif]"  width="576" height="356"  style="vertical-align:middle" />
</p>

<p class="CellLabel">
 Out[126]=
</p>



<p class="Output">
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  <mi>Graphics</mi>
  <mo>&InvisibleTimes;</mo>
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 </mrow>
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</p>

<hr />

<table><tr>
<td style='font-family: Helvetica; font-size: 10px; width: 100%'>Created by
 <a href="http://www.wolfram.com"><span style='font-style: italic'>Mathematica</span></a>
 &nbsp;(November 26, 2005)</td>
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</tr></table>
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