• ベストアンサー

整数次の第二種ベッセル関数(ノイマン関数)の微分

第二種ベッセル関数Nn(x)のxに関する微分を計算することを考えています。整数次のとき、極限が現れますが,ノイマン関数のxに関する微分の計算はどのように行えばよいのでしょうか。 第一種ベッセル関数の値とその微分値,ノイマン関数の値を用いた計算はできています。数値計算で計算することを考えていますので、これらの値を再利用する手法などがあれば、ぜひ教えて頂ければ幸いです。 ご存じの方がいらっしゃいましたら、ご教授よろしくお願い致します。

質問者が選んだベストアンサー

  • ベストアンサー
noname#70519
noname#70519
回答No.2

”Y_n に対しても、以下の式で J_n を Y_n に置き換えた 漸化式が成り立つ” と マージナウ・マーフィ 著の 「物理と化学のための数学(I)」に記載されています。 J_n'(x)=(n/x)・J_n(x)-J_n+1(x) J_n-1(x)+J_n+1(x)=(2n/x)・J_n(x) J_n'(x)=J_n-1(x)-(x/n)J_n(x) J_n'(x)=(1/2)・{J_n-1(x)-J_n+1(x)}

medousa
質問者

お礼

ご回答ありがとうございます。 第一種ベッセル関数の微分と同様の式で、第二種ベッセル関数の微分の式が表されるのですね。大変参考になります。「物理と化学のための数学(I)」も確認したいと思います。 ありがとうございました。

その他の回答 (1)

  • Ae610
  • ベストアンサー率25% (385/1500)
回答No.1

回答というレベルではありませんが・・・、 第一種ベッセル関数・・・・・・・・・・Jν(x) 第二種ベッセル関数(ノイマン函数)・・・Yν(x)(=Nν(x)) で表す事にすると、 Jν(x)Y'ν(x)-J'ν(x)Yν(x)=2/πx   ('は微分の意味) なる関係式を使えば、Y'ν(x)が計算出来るのではと思います。 寺沢寛一著 「自然科学者のための数学概論」(増訂版) :岩波書店 第11章:円筒関数 (11.8節)にノイマン関数に関する解説が出ておりますので、もしご覧になれるようでしたら、参考されては如何でしょうか?

medousa
質問者

お礼

ご回答ありがとうございます。 寺沢寛一著 「自然科学者のための数学概論」(増訂版) :岩波書店 を読んで特殊関数について勉強してみようと思います。

関連するQ&A

  • ベッセル関数の微分

    ある膜の振動を数値計算で解こうとしているのですが分からないところがあるので質問します。 計算の途中ベッセル関数J_ν、Y_νをνで微分しなければならないのですが、微分した後導関数がどんな形になるか分からないです。νは実数です。 どなたか分かる方がいらっしゃれば宜しくお願いします。

  • 0次と1次の第2種変形ベッセル関数の関係

    0次の第2種変形ベッセル関数 K_0(x)は微分することで 1次の第2種変形ベッセル関数 K_1(x)と一致します。 つまり、 d/dx [ K_0(x) ] = - K_1(x) という関係があります。 一方で、 K_1(x) = f ( K_0(x) ) あるいは K_0(x) = f ( K_1(x) ) のように関数による関係はございますでしょうか? 手元にある特殊関数の書籍を見てみましたが載っていませんでした。 どなたかご存じでしたら教えてください。

  • ベッセル関数とノイマン関数の部分で微分方程式の形が分かると、解がすぐに

    ベッセル関数とノイマン関数の部分で微分方程式の形が分かると、解がすぐに出るものがあるそうです。 添付の式1はワイリーの「工業数学 上」p361にある定理1の系1というものらしいです。 これに対して式2が求めたいもので、式1と比べて係数を解決するそうですが、λの二乗の部分から a,b,sの求め方がいまいち理解できません。式3からどう解くのかのヒントをお願いいたします。

  • ベッセルの微分方程式について

    ベッセルの微分方程式は標準形で、 x^2(d^2f/dx^2)+x(df/dx)+(x^2-n^2)f = 0 となっています。ある種の物理現象を常微分方程式化してこの形に帰着させると、あとはベッセル関数などを使った定型処理に持ち込めるので、何とかこの形に持ち込むまで頑張るということになると思います。 質問ですが、x^2(d^2f/dx^2)+x(df/dx)+ x c f = 0 という形になった場合、これはベッセルの微分方程式ではない、ということになるでしょうか。左辺最終項の形が標準形と違います。ある文献で”ベッセルの微分方程式になる”と断言されているのですが、標準形にならないので思案しています。例えば、独立変数を変換して式も変換すると標準形になるのでしょうか。よろしくお願いします。 よく、ベッセル、ラゲールなどの微分方程式は級数解を使いますが、いろんな現象から式を変形して標準形に本当にきれいに帰着できるものでしょうか。ちょっと違うとか亜種があるのかなと思いますが。 よろしくお願いします。

  • ベッセルの微分方程式

    テキストによると、円筒座標系での電磁場のマクスウェル方程式を磁場に関して解いて得られる方程式が f’’+1/x*f’+k^2*f=0 解はベッセル関数 AJ0(kx)+BY0(kx) A,Bは定数 しかしこの方程式は一般的なベッセルの微分方程式と少し違います。 x^2f’’+xf’+x^2f=0 x^2で割り算してるのはともかく、係数kの分だけ違うのです。これでもベッセルの微分方程式であり解はベッセル関数であると言えるのでしょうか?

  • ベッセル関数の計算

    ベッセル関数の計算 νについてnへの極限をとった際に、添付の式のように求まるというらしいのですが、 どういう計算で下の式になっているのか分かりません。 漸化式などを使っているのでしょうか? よろしくお願いいたします。

  • ベッセル関数の零点

    円形膜の振動を考えた時にその解はベッセル関数を用いて表されると思うのですが、第1種ベッセル関数の零点を求める際に必要なm,nの値はどのように決定すればいいのでしょうか。 よろしくお願いします。

  • ベッセル関数の微分公式について。

    ベッセル関数の微分を行いたいのですが、どの式を使って良いかわかりません。 微分する場合は真ん中の漸化式を使うべきなのでしょうか? それとも、一番下の式(単純に一番上の式から導いた関係)でしょうか? 一番下で計算するとどうも上手くいきません。 さらに、真ん中の式を使うこともできればしたくありません。 ν=0の場合は非常に簡単な公式があるのですが、それ以外の場合の公式がんくて困っています。 それとも、そもそも微分は一番上の積分公式みたいな簡単に公式化できないでしょうか? どなたか教えて下さい。

  • 非整数微分のある計算について

    こんにちは、 Z= E^(ia*x + ib*y) のとき δzδz δz  δz ----------- = -------------- δx^2  δy^2   δy^2  δx^2   = -a^2*b^2 E^(ia*x + ib*y) のように、微分する順番を変えても計算結果は同じです。 また、1次のときも δzδz δz  δz ----------- = --------------- δx δy       δy δx =-a*b E^(ia*x + ib*y) のように、微分する順番を変えても計算結果は同じです。 ここで下記のように 非整数微分の場合 δz  δz        δz  δz ----------------    =  -------------------- δx^(1/2) δy^(1/2)   δy^(1/2)δx^(1/2) 多分、微分する順番を変えると計算結果が異なると 思うのですが、 質問 (1)微分する係数が、上記の式のように1以下で、   指数関数 E^(ia*x + ib*y)のような値を   順番を変えて微分しても計算結果が同じに   なるような非整数微分はあるのでしょうか? (2)逆に、非整数微分で、順番を変えても 計算結果が同じになるような指数関数 Zはないでしょうか? 追伸 なぜか、数式のδzδzの部分が、ずれて、ちゃんと表現できません。 なんとか、文意から意味をご理解願います。

  • こんにちは、非整数微分について教えてください。

    x^2を、xで微分すると、2xになります。 では、x^2を、0.5xで微分するとどうなるのでしょうか? また、その値を、更に0.5xで微分すると2xになりますが、その辺りを 計算して教えてください。 更にxをxで微分すると、1なります。 では、xを、0.5xで微分するとどうなるのでしょうか? また、その値を、更に0.5xで微分すると1なりますが、その辺りを 計算して教えてください。