Курсовая работа: Уравнение и функция Бесселя
,
,
,
и в качестве решения уравнения (4) получим ряд:
Этот ряд, формально удовлетворяющий уравнению (4), сходится для всех положительных значений и, следовательно, является решением уравнения (4) в области
(в случае целого
в области
).
Функция
(5)
называется бесселевой функцией первого рода с индексом . Она является одним из решений уравнения Бесселя (4). В случае целого неотрицательного индекса
получим:
, (5`)
и, в частности,
. (5``)
Общее решение уравнения Бесселя
В случае нецелого индекса функции
и
являются решениями уравнения (4). Эти решения линейно независимы, так как начальные члены рядов, изображающих эти функции, имеют коэффициенты, отличные от нуля, и содержат разные степени
. Таким образом, в случае нецелого индекса общее решение уравнения Бесселя есть:
. (6)
Если (целое отрицательное число), то функция, определяемая формулой (5) (учитывая, что
равно нулю для
…), принимает вид:
(5```)
или, после замены индекса суммирования на
,
, (7)
откуда видно, что удовлетворяет вместе с
уравнению Бесселя
.
Но формула (6) в случае целого уже не дает общего решения уравнения (4).
Полагая
(
– не целое) (8)
и дополняя это определение для (целое число) формулой:
, (8`)
получим функцию , удовлетворяющую уравнению Бесселя (4) и во всех случаях линейно независимую от
(в случае
, где
– целое). Функция
называется бесселевой функцией второго рода с индексом
. Общее решение уравнения Бесселя (4) можно записать во всех случаях в виде:
. (9)
2. Формулы приведения для бесселевых функций
Имеем:
;
;