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




 
 Асимптотика интеграла
Сообщение11.05.2017, 10:06 
Аватара пользователя
Доброго дня Всем!
Подскажите пожалуйста, как доказать следующую асимптотическую формулу
$$\int\limits_1^{+\infty}\cfrac{e^{i\lambda t}}{\sqrt{t^2-1}}\,dt\sim\sqrt{\frac{\pi}{2\lambda}}e^{i\left(\lambda+\frac{\pi}{4}\right)},$$ при $\lambda \to +\infty.$

 
 
 
 Re: Асимптотика интеграла
Сообщение11.05.2017, 11:51 
Интеграл равен $\rm {BesselK}_0(-i \lambda ).$ Асимптотики функций Бесселя хорошо изучены (см., например,
Цитата:
Бейтмен Г., Эрдейи А. Функции Бесселя, функции параболического цилиндра, ортогональные многочлены // Высшие трансцендентные функции. Т. 2. 2-е изд / Пер. с англ. Н. Я. Виленкина. — М.: Наука, 1974. — 296 с.
). Полагаю также, что нахождение такой асимптотики изложено в
Цитата:
Федорюк М.В. Метод перевала. — 1977. — С. 366.
Все это в настоящее время механизировано в Мэйпле и Математике.

 
 
 
 Re: Асимптотика интеграла
Сообщение11.05.2017, 11:59 
Аватара пользователя
Markiyan Hirnyk
Несомненно, но вряд ли стоит вычислять интеграл, чтоб найти его асимптотику.

 
 
 
 Re: Асимптотика интеграла
Сообщение11.05.2017, 12:08 
Вам указали на книгу Федорюка, где должно быть изложено нахождение асимптотики интеграла такого вида без его вычисления.

 
 
 
 Re: Асимптотика интеграла
Сообщение11.05.2017, 12:33 
После замены $\lambda(t-1)=z$ получается $\frac{e^{i\lambda}}{\sqrt\lambda}\int\limits_0^{+\infty}\frac{e^{iz}dz}{\sqrt{z(\varepsilon z+2)}}$, где $\varepsilon=\frac1{\lambda}$. При любом фиксированном эпсилоне, т.е. при любой лямбде положительную вещественную полуось можно перевести в положительную мнимую (что-то вроде леммы Жордана). А на мнимой полуоси после замены $z=ix^2$ в пределе $\varepsilon\to0$ получается $\frac{e^{i\lambda}\sqrt{2i}}{\sqrt\lambda}\int\limits_0^{+\infty}e^{-x^2}dx$ -- вроде ровно то, что нужно.

 
 
 
 Re: Асимптотика интеграла
Сообщение11.05.2017, 12:46 
Аватара пользователя
Спасибо Всем!

 
 
 [ Сообщений: 6 ] 


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