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
1786
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: 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