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


В этом разделе нельзя создавать новые темы.

Если Вы хотите задать новый вопрос, то не дописывайте его в существующую тему, а создайте новую в корневом разделе "Помогите решить/разобраться (М)".

Если Вы зададите новый вопрос в существующей теме, то в случае нарушения оформления или других правил форума Ваше сообщение и все ответы на него могут быть удалены без предупреждения.

Не ищите на этом форуме халяву, правила запрещают участникам публиковать готовые решения стандартных учебных задач. Автор вопроса обязан привести свои попытки решения и указать конкретные затруднения.

Обязательно просмотрите тему Правила данного раздела, иначе Ваша тема может быть удалена или перемещена в Карантин, а Вы так и не узнаете, почему.



Начать новую тему Ответить на тему
 
 Метод Лапласа и асимптотика интеграла
Сообщение14.07.2012, 01:35 


14/07/12
6
Здравствуйте!
При решении уравнения:$$y''-2xy'-(1-2i\varepsilon)y=0$$

возникла проблема. Уравнение решалось методом Лапласа, в результате получен интеграл:
$$y(x)=\int\frac{\exp(px-\frac{p^2}{4})}{p^{n+1}}dp,$$
где $n+1=-i\varepsilon+\frac{1}{2}, n \in \mathbb{Z}$


Необходимо найти асимптотику интеграла при $x\rightarrow\mp\infty$. Думаю, здесь необходимо применить метод перевала, но не получается. Помогите пожалуйста!

 Профиль  
                  
 
 Re: Метод Лапласа и асимптотика интеграла
Сообщение14.07.2012, 08:20 
Заслуженный участник


22/11/10
1184
Может проще будет свести к уравнению Риккати и там применить разложение по обратным степеням $x$.
Положим $y=e^z$. Тогда
$z'' +{z'}^2 = 2xz'+1-2i\varepsilon$
Полагая
$z'=2x + a +b/x + \dots$
находим
$z'=2x -(1/2 +i\varepsilon)/x + \dots$
Интегрируя получим асимптотику для $z$, а потом и для $y$

 Профиль  
                  
 
 Re: Метод Лапласа и асимптотика интеграла
Сообщение14.07.2012, 10:48 
Заслуженный участник


25/02/11
1797
Возможно, поможет, что
$$
y^{(n+1)}(x)=\int\exp\left(px-\frac{p^2}{4}\right)dp=\sqrt{\pi } e^{x^2} \text{erf}\left(\frac{ p-2 x}2\right)+C
$$

 Профиль  
                  
 
 Re: Метод Лапласа и асимптотика интеграла
Сообщение14.07.2012, 13:15 


14/07/12
6
Спасибо за помощь, но необходимо использовать именно методы ТФКП. Вот к примеру в случае $x\rightarrow\p\infty$ решалось так:
$$y(x)=\frac{1}{2\pi i}\int\frac{\exp(px)}{p^{n+1}}dp=\frac{1}{2\pi i}x^n\int\frac{\exp(s)}{s^{n+1}}ds=\frac{x^n}{\Gamma(n+1)},$$
где в интеграле провели замену: $px=s, а затем использовали известное выражение для гамма-функции:

$\frac{1}{\Gamma(n)}=\frac{1}{2\pi i}\int\exp(s)s^{-n}ds$
.
А вот в случае при $x\rightarrow - \infty$ возникает проблема с выбором контура интегрирования.

 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: нет зарегистрированных пользователей


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