Курсовая работа: Беселеві функції
. (17)
Виробляюча функція системи Беселевих функцій із цілими індексами
Покажемо, що для системи Беселевих функцій першого роду із цілими індексами (
…) виробляюча функція є:
.
Маємо:
,
,
звідки після по членного перемножування цих рівностей знайдемо:
(тому що в передостанній внутрішній сумі й
були зв'язані залежністю
, то ми могли покласти
, одержавши підсумовування по одному індексі
). В останній внутрішній сумі підсумовування виробляється по всіх цілих
, для яких
, отже, при
це буде
; при
це буде
. Таким чином, у всіх випадках внутрішня сума є
в силу формул (5`) і (5```). Отже,
, (18)
але це й доводить, що є виробляюча функція для системи
.
Виведемо деякі наслідки з формули (18). Думаючи в ній , одержимо:
,
звідки після поділу дійсної й мнимої частини (з огляду на, що )
(18`)
(18``)
Заміняючи в (18`) і (18``) на
, знайдемо:
, (18```)
. (18````)
Інтегральне подання Jn(x)
Тому що, по доведеному, при маємо
, те по формулі (17) одержуємо (використовуючи в перетвореннях формули Ейлера):
де прийнято в увагу, що є парна функція від
є непарна функція від
. Отже, доведено, що для будь-якого цілого числа
. (19)
Формула (19) дає подання Беселевих функцій із цілим індексом у вигляді певного інтеграла, що залежить від параметра . Ця формула називається інтегральним поданням Беселя для
, права частина формули називається інтегралом Беселя. Зокрема, при
знайдемо:
. (19`)
5. Ряди Фур'є-Беселя
Розглянемо на якому-небудь інтервалі (кінцевому або нескінченному) два диференціальних рівняння
,
, (20)