ベッセル関数: 本の記述は誤字?

このQ&Aのポイント
  • ベッセル関数の関係式について調べてみました。本の記述には誤字があるように思われます。
  • ベッセル関数の式について、本の記述には誤字がある可能性があります。具体的にはx^n * J[n](x)の部分がJ[n](x)となるべきです。
  • ベッセル関数に関する本の記述には誤字があるようです。具体的にはx^n * J[n](x)がJ[n](x)となるべきです。訂正をお願いします。
回答を見る
  • ベストアンサー

ベッセル関数: 本の記述は誤字?

ベッセル関数について、次の関係式が成り立つことを示せ。 ただし、nは正の整数とする。      { x^n * J[n](x) }' = x^n * J[n-1](x) 模範解答      J[v](x) = Σ[m=0,∞] { (-1)^m } / { m! * Γ(v+m+1) } * (x/2)^(2m+v) を用いる。      x^n * J[n](x) = Σ[m=0,∞] { (-1)^m } / { m! * Γ(n+m+1) } * (x/2)^(2m+n) ←誤字?      x^n = 2^n * Σ[m=0,∞] { (-1)^m } / { m! * Γ(n+m+1) } * (x/2)^(2m+2n) ←誤字? であるから、      d/dx { x^n * J[n](x) } = 2^n * Σ[m=0,∞] { (-1)^m } / { m! * Γ(n+m+1) } * (m+n) * (x/2)^(2m+2n-1)                   = x^n * Σ[m=0,∞] { (-1)^m } / { m! * Γ(n+m+1) } * (m+n) * (x/2)^(2m+n-1) ガンマ関数の性質Γ(n+m+1) = (n+m) Γ(n+m) を用いると      d/dx { x^n * J[n](x) } = x^n * Σ[m=0,∞] { (-1)^m } / { m! * Γ(n+m) } * (x/2)^(2m+n-1)                   = x^n * J[n-1](x) ・・・と本に書かれていますが、模範解答の最初の部分は誤字ではないかと疑っています。      x^n * J[n](x) = Σ[m=0,∞] { (-1)^m } / { m! * Γ(n+m+1) } * (x/2)^(2m+n) の      x^n * J[n](x) は、本当は      J[n](x) と書くべきの誤字じゃないですか? それと同様に      x^n = 2^n * Σ[m=0,∞] { (-1)^m } / { m! * Γ(n+m+1) } * (x/2)^(2m+2n) ←誤字? の      x^n は、本当は      J[n](x) と書くべきの誤字じゃないですか? 自分で解いてみますと、      J[v](x) = Σ[m=0,∞] { (-1)^m } / { m! * Γ(v+m+1) } * (x/2)^(2m+v) を用いて、      x^n * J[n](x) = x^n * Σ[m=0,∞] { (-1)^m } / { m! * Γ(n+m+1) } * (x/2)^(2m+n)              = Σ[m=0,∞] { (-1)^m } / { m! * Γ(n+m+1) } * (x/2)^(2m+n) * x^n * (2^n/2^n)              = Σ[m=0,∞] { (-1)^m } / { m! * Γ(n+m+1) } * (x/2)^(2m+n) * (x^n/2^n) * 2^n              = Σ[m=0,∞] { (-1)^m } / { m! * Γ(n+m+1) } * (x/2)^(2m+n) * (x/2)^n * 2^n              = 2^n * Σ[m=0,∞] { (-1)^m } / { m! * Γ(n+m+1) } * (x/2)^(2m+n) * (x/2)^n              = 2^n * Σ[m=0,∞] { (-1)^m } / { m! * Γ(n+m+1) } * (x/2)^(2m+2n) ・・・という感じで誤字だと思われる部分を計算しています。 よって、本の記述は、上記に示した通りの誤字ということで正しいですか? もし私が間違っていたら、どうか訂正をお願いします。

  • libre
  • お礼率93% (230/245)

質問者が選んだベストアンサー

  • ベストアンサー
noname#199771
noname#199771
回答No.1

質問者さんの主張は正しいです。 解析系の特に初版本には誤植がつきもののようですね。

libre
質問者

お礼

安心しました。 本に誤植だと書き込んでおきます。 ありがとうございました。

関連するQ&A

  • ベッセル関数

    特殊関数の基礎的な公式については一通り導出を理解したつもりなのですが、次の式が導けないでいます。 cos(m_fsinω_st)=J_0(m_f)+2Σ_{n=1}^{∞}J_{2n}cos2nω_st sin(m_fsinω_st)=2Σ_{n=1}^{∞}J_{2n+1}(m_f)sin(2n+1)ω_st J_n(m_f)などは第一種ベッセル関数です。

  • ベッセルかんすうについて

    ベッセル関数をJnとすると Jnは d{(x^n+1)*Jn+1(x)}/dx=(x^n+1)*Jn(x) を満たします。 この等式の証明はどのようにすればよろしいでしょうか。

  • ベッセル関数を使う

    CまたはC++で(C系の言語なら何でも構いません)、 J(n, x)(∀x∈R)など4つのベッセル関数を使いたい(作りたい)のですが、可能でしょうか。 よろしくお願いします。

  • ベッセル関数とcosの積分

    \int_{0}^{∞} J0(nx) cos(mx) dx という式、ここでJ0(nx)は0次のベッセル関数です。 山口勝也さんという方の「詳細微分方程式・特殊関数演習」という本のp244に上記の解が2通りかかれています。 1つは 1 / √(n^2 - m^2) もう1つは 0 しかしながら、その本にはそれぞれの解になる「条件」が明記されているようではないのですが、どういう条件でそれぞれの解になるかご存知でしょうか?

  • ベッセル関数について

    ベッセル関数には種類がたくさんありますが、リカッチ・ベッセル関数とは何にあたりますか。 例えば、 リカッチ・ベッセル関数 An(x),Bn(x) とはどのように求めるのでしょうか。 頭が足らず、ネットや本で見ても理解出来ませんでした。 よろしくお願い致します。

  • フーリエ展開(ベッセル関数)

    cos(m_fsinω_st)=J_0(m_f)+2Σ_{n=1}^{∞}J_{2n}cos2nω_st sin(m_fsinω_st)=2Σ_{n=1}^{∞}J_{2n+1}(m_f)sin(2n+1)ω_st J_n(m_f)などは第一種ベッセル関数です。 この2式を導くにはフーリエ余弦・正弦展開すればいいと思うのですが、係数を求める際に、積分がうまくできません。三角関数の引数にさらに三角関数が入っているので、どのように積分したらいいのでしょう。

  • 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。

  • 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。

  • ベッセルの方程式の問題の解き方が分かりません

     次のベッセルの方程式の問題の解き方が分かりません。  数学に詳しい方、よろしければご教示願えないでしょうか。 問題は、  ベッセルの方程式に帰着できるさまざまな方程式がある。示されている置換を 使って、次の微分方程式の一般解を求めよ。 4*x^2*y" + 4*x*y' + (x - ν^2)*y = 0 (√x = z)  このように解いてみました。  ベッセルの微分方程式は、 x^2*y" + x*y' + (x^2 - ν^2)*y = 0 で、  一般解は、 y(x) = A*Jν(x) + B*Yν(x) ここで、A と Bは任意定数、Jν(x)は第1種ベッセル関数、Yν(x)は第2種ベッセル 関数。 √x = z より、 dz/dx = 1 / (2*√x) y'とy"は、 y' = dy/dx = (dy/dz)*(dz/dx) = (dy/dz)/(2*√x) y" = d^2y/dx^2 = (d/dx)*(dy/dx) = (d/dz)/(2*√x)*(dy/dz)/(2*√x) = (d^2y/dz^2)/(4*x) ゆえに、 4*x^2*y" + 4*x*y' + (x - ν^2)*y = 4*x^2*(d^2y/dz^2)/(4*x) + 4*x*(dy/dz)/(2*√x) + (x - ν^2)*y = x*(d^2y/dz^2) + 2*√x*(dy/dz) + (x - ν^2)*y = z^2*(d^2y/dz^2) + 2*z*(dy/dz) + (z^2 - ν^2)*y = 0 となって、第 2項目が z*(dy/dz) にならず、2*z*(dy/dz) になってしまいます。  本の回答をみると、 A*Jν(√x) + B*Yν(√x) となっているので、問題の微分方程式を、 z^2*(d^2y/dz^2) + z*(dy/dz) + (z^2 - ν^2)*y = 0 に変形したのだと思いますが、どのようにすれば良いのでしょうか ?  同様に下記の問題も、 x^2*y" + x*y' + 4*(x^4 - ν^2)*y = 0 (x^2 = z) 同じ解き方をしたため、 z^2*(d^2y/dz^2) + z*(dy/dz) + (z^2 - ν^2)*y = 0 に変形できませんでした。  なにとぞよろしくお願いします。