Bernsteinpolynom

Ett Bernsteinpolynom är ett polynom och definieras som

B k n ( t ) = ( n k ) t k ( 1 t ) n k {\displaystyle B_{k}^{n}(t)={n \choose k}t^{k}(1-t)^{n-k}}

Parametern t hålls inom intervallet [0, 1] och polynomet kommer att ha ett maximum då t = k / n.

Bernsteinpolynom används exempelvis vid konstruktion av Bezierkurvor.

Exempel

Nedan är de första Bernsteinpolynomen:

b 0 , 0 ( x ) = 1 , b 0 , 1 ( x ) = 1 x , b 1 , 1 ( x ) = x b 0 , 2 ( x ) = ( 1 x ) 2 , b 1 , 2 ( x ) = 2 x ( 1 x ) , b 2 , 2 ( x ) = x 2 b 0 , 3 ( x ) = ( 1 x ) 3 , b 1 , 3 ( x ) = 3 x ( 1 x ) 2 , b 2 , 3 ( x ) = 3 x 2 ( 1 x ) , b 3 , 3 ( x ) = x 3 b 0 , 4 ( x ) = ( 1 x ) 4 , b 1 , 4 ( x ) = 4 x ( 1 x ) 3 , b 2 , 4 ( x ) = 6 x 2 ( 1 x ) 2 , b 3 , 4 ( x ) = 4 x 3 ( 1 x ) , b 4 , 4 ( x ) = x 4 {\displaystyle {\begin{aligned}b_{0,0}(x)&=1,\\b_{0,1}(x)&=1-x,&b_{1,1}(x)&=x\\b_{0,2}(x)&=(1-x)^{2},&b_{1,2}(x)&=2x(1-x),&b_{2,2}(x)&=x^{2}\\b_{0,3}(x)&=(1-x)^{3},&b_{1,3}(x)&=3x(1-x)^{2},&b_{2,3}(x)&=3x^{2}(1-x),&b_{3,3}(x)&=x^{3}\\b_{0,4}(x)&=(1-x)^{4},&b_{1,4}(x)&=4x(1-x)^{3},&b_{2,4}(x)&=6x^{2}(1-x)^{2},&b_{3,4}(x)&=4x^{3}(1-x),&b_{4,4}(x)&=x^{4}\end{aligned}}}

I grafen nedan är B k 5 ( t ) {\displaystyle B_{k}^{5}(t)} utritad för olika värden på k.

Egenskaper

En viktig egenskap hos Bernsteinpolynomen är att

k = 0 n B k n ( t ) = 1 , {\displaystyle \sum _{k=0}^{n}B_{k}^{n}(t)=1,}

för alla t, vilket gör att man kan addera punkter med hjälp av Bernsteinpolynom.

Bernsteinpolynomen har följande derivata:

d d t B k n ( t ) = n ( B k 1 n 1 ( t ) B k n 1 ( t ) ) {\displaystyle {\frac {d}{dt}}B_{k}^{n}(t)=n\left(B_{k-1}^{n-1}(t)-B_{k}^{n-1}(t)\right)} .

Referenser

  • Råde, Lennart; Bertil Westergren (2004). Mathematics Handbook BETA. Studentlitteratur. sid. 404. ISBN 91-44-03109-2