2014 dxdy logo

Научный форум dxdy

Математика, Физика, Computer Science, Machine Learning, LaTeX, Механика и Техника, Химия,
Биология и Медицина, Экономика и Финансовая Математика, Гуманитарные науки


Правила форума


Посмотреть правила форума



Начать новую тему Ответить на тему
 
 интеграл от произведения функций Бесселя
Сообщение10.09.2017, 02:55 


21/07/09
300
Здравствуйте, уважаемые участники форума. Помогите пожалуйста взять следующий интеграл. Различные справочники вроде Рыжика, Прудникова, а также Maple и Mathematika не смогли ответить, хотя интеграл достаточно простой.
$\int\limits_{0}^{1}\frac{J_{m}(\mu_{i,m}x)J_{m}(\mu_{k,m}x)}{x}dx$ , где $m$ целое число, $J_{m}(x)$ - функция Бесселя $m$-го порядка, $\mu_{i,m}$ - $i-й корень функции Бесселя $m-го порядка . Заранее спасибо.

 Профиль  
                  
 
 Re: интеграл от произведения функций Бесселя
Сообщение10.09.2017, 12:41 
Заслуженный участник


25/02/11
1804
Для $i=k$ в математике можно получить ответ в двух формах: 1) в общем виде как регуряризованную гипергеометрическую функцию
$$
4^{-m} \Gamma (2 m) \mu_{m,i}^{2 m} \, _2\tilde{F}_3\left(m,m+\frac{1}{2};m+1,m+1,2 m+1;-\mu_{m,i}^2\right),
$$
2) частные случаи которой выражаются через функции Бесселя:
$$
\begin{array}{cc}
 m& \text{} \\
 1 & \frac{1}{2}-\frac{1}{2} J_0\left(\mu _{1,i}\right){}^2 \\
 2 & -\frac{1}{2} J_0\left(\mu _{2,i}\right){}^2+\frac{J_1\left(\mu _{2,i}\right) J_0\left(\mu _{2,i}\right)}{\mu _{2,i}}-\frac{1}{2} J_1\left(\mu
   _{2,i}\right){}^2-\frac{J_1\left(\mu _{2,i}\right){}^2}{\mu _{2,i}^2}+\frac{1}{4} \\
 3 & -\frac{8 J_0\left(\mu _{3,i}\right){}^2}{3 \mu _{3,i}^2}-\frac{1}{2} J_0\left(\mu _{3,i}\right){}^2+\frac{32 J_1\left(\mu _{3,i}\right) J_0\left(\mu
   _{3,i}\right)}{3 \mu _{3,i}^3}-\frac{1}{2} J_1\left(\mu _{3,i}\right){}^2+\frac{4 J_1\left(\mu _{3,i}\right){}^2}{3 \mu _{3,i}^2}-\frac{32 J_1\left(\mu
   _{3,i}\right){}^2}{3 \mu _{3,i}^4}+\frac{1}{6} \\
\end{array}
$$
При $i\ne k$ не считает даже для простейших частных случаев. Так что не исключен вариант, что и нет выражения через гипергеометрические функции.

 Профиль  
                  
 
 Re: интеграл от произведения функций Бесселя
Сообщение11.09.2017, 01:53 


21/07/09
300
спасибо большое, что уделили время и рассмотрели частные случаи. Я тоже склоняюсь к ответу, что в общем случае такой интеграл, хоть и простой на первый взгляд, аналитически не взять. Прийдется считать его численно.

 Профиль  
                  
 
 Re: интеграл от произведения функций Бесселя
Сообщение11.09.2017, 02:36 
Заслуженный участник
Аватара пользователя


08/11/11
5940
Если бы $x$ был не в знаменателе, а в числителе, то всё было бы намного проще...

 Профиль  
                  
Показать сообщения за:  Поле сортировки  
Начать новую тему Ответить на тему  [ Сообщений: 4 ] 

Модераторы: Модераторы Математики, Супермодераторы



Кто сейчас на конференции

Сейчас этот форум просматривают: Bing [bot]


Вы не можете начинать темы
Вы не можете отвечать на сообщения
Вы не можете редактировать свои сообщения
Вы не можете удалять свои сообщения
Вы не можете добавлять вложения

Найти:
Powered by phpBB © 2000, 2002, 2005, 2007 phpBB Group