المرجع الالكتروني للمعلوماتية
المرجع الألكتروني للمعلوماتية

الرياضيات
عدد المواضيع في هذا القسم 9761 موضوعاً
تاريخ الرياضيات
الرياضيات المتقطعة
الجبر
الهندسة
المعادلات التفاضلية و التكاملية
التحليل
علماء الرياضيات

Untitled Document
أبحث عن شيء أخر
{ان أولى الناس بإبراهيم للذين اتبعوه}
2024-10-31
{ما كان إبراهيم يهوديا ولا نصرانيا}
2024-10-31
أكان إبراهيم يهوديا او نصرانيا
2024-10-31
{ قل يا اهل الكتاب تعالوا الى كلمة سواء بيننا وبينكم الا نعبد الا الله}
2024-10-31
المباهلة
2024-10-31
التضاريس في الوطن العربي
2024-10-31

الروايات الموضوعة على قضاء أمير المؤمنين
13-4-2016
أساليـب (أنماط) دورة حيـاة النظام (أسلـوب الشلال)
27-4-2021
Theodorus,s Constant Digits
2-4-2020
مومية أحمس الأول.
2024-03-24
مشاكل التسرب أو الرشح
21-7-2016
تسميد الاجاص والاحتياجات السمادية للأجاص
11-2-2020

Struve Function  
  
2835   02:19 مساءً   date: 30-3-2019
Author : Aarts, R. M. and Janssen, A. J. E. M.
Book or Source : "Approximation of the Struve Function H_1 Occurring in Impedance Calculations." J. Acoust. Soc. Amer. 113
Page and Part : ...


Read More
Date: 3-6-2019 1065
Date: 21-9-2018 2483
Date: 3-6-2019 2267

Struve Function

StruveH

The Struve function, denoted H_n(z) or occasionally H_n(z), is defined as

(1)

where Gamma(z) is the gamma function (Abramowitz and Stegun 1972, pp. 496-499). Watson (1966, p. 338) defines the Struve function as

(2)

The Struve function is implemented as StruveH[nz].

The Struve function and its derivatives satisfy

(3)

For integer n, the Struve function gives the solution to

(4)

where n!! is the double factorial.

The Struve function arises in the problem of the rigid-piston radiator mounted in an infinite baffle, which has radiation impedance given by

 Z=rhocpia^2[R_1(2ka)-iX_1(2ka)],

(5)

where

R_1(x) = 1-(2J_1(x))/(2x)

(6)

X_1(x) = (2H_1(x))/x,

(7)

where a is the piston radius, k is the wavenumber omega/crho is the density of the medium, c is the speed of sound, J_1(x)is the first order Bessel function of the first kind and H_1(z) is the Struve function of the first kind.

StruveHReImStruveHContours

The illustrations above show the values of the Struve function H_0(z) in the complex plane.

For integer orders,

H_0(z) = 2/pisum_(k=0)^(infty)((-1)^k)/([(2k+1)!!]^2)z^(2k+1)

(8)

= 2/pi(z-1/9z^3+1/(225)z^5-1/(11025)z^7+1/(893025)z^9-...)

(9)

H_1(z) = 2/pisum_(k=1)^(infty)((-1)^(k+1))/((2k-1)!!(2k+1)!!)z^(2k)

(10)

= 2/pi(1/3z^2-1/(45)z^4+1/(1575)z^6-1/(99225)z^8+...)

(11)

(OEIS A001818 and A079484).

StruveH1Approximation

A simple approximation of H_1(x) for real x is given by

 H_1(x) approx h(x) 
 =2/pi-J_0(x)+((16)/pi-5)(sinx)/x+(12-(36)/pi)(1-cosx)/(x^2),

(12)

with squared approximation error on [0,infty) equal to 2.2×10^(-4) by Parseval's formula (Aarts and Janssen 2003). The right-hand side of equation (12) equals 0=H_1(0) for x=0. The approximation error is small and decently spread-out over the whole x-range, vanishes for x=0, and reaches its maximum value at about 0.005. The maximum relative error appears to be less than 1% and decays to zero for x->infty.

For half integer orders,

H_(n+1/2)(z) = Y_(n+1/2)(z)+1/pisum_(k=0)^(n)(Gamma(k+1/2)(1/2z)^(-2k+n-1/2))/(Gamma(n+1-k))

(13)

H_(-(n+1/2))(z) = (-1)^nJ_(n+1/2)(z).

(14)

The first few cases are

H_(1/2)(z) = sqrt(2/(piz))(1-cosz)

(15)

H_(3/2)(z) = (2+z^2-2cosz-2zsinz)/(sqrt(2pi)z^(3/2))

(16)

H_(5/2)(z) = (24+4z^2+z^4+8(z^2-3)cosz-24zsinz)/(4sqrt(2pi)z^(5/2)).

(17)


 


REFERENCES:

Aarts, R. M. and Janssen, A. J. E. M. "Approximation of the Struve Function H_1 Occurring in Impedance Calculations." J. Acoust. Soc. Amer. 113, 2635-2637, 2003.

Abramowitz, M. "Tables of Integrals of Struve Functions." J. Math. Phys. 29, 49-51, 1950.

Abramowitz, M. and Stegun, I. A. (Eds.). "Struve Function H_nu(x)." §12.1 in Handbook of Mathematical Functions with Formulas, Graphs, and Mathematical Tables, 9th printing. New York: Dover, pp. 496-498, 1972.

Apelblat, A. "Derivatives and Integrals with Respect to the Order of the Struve Functions H_nu(x) and L_nu(x)." J. Math. Anal. Appl.137, 17-36, 1999.

Cook, R. K. "Some Properties of Struve Functions." J. Washington Acad. Sci. 47, 365-368, 1957.

Horton, C. W. "On the Extension of Some Lommel Integrals to Struve Functions with an Application to Acoustic Radiation." J. Math. Phys. 29, 31-37, 1950.

Horton, C. W. "A Short Table of Struve Functions and of Some Integrals Involving Bessel and Struve Functions." J. Math. Phys.29, 56-58, 1950.

Mathematical Tables Project. "Table of the Struve Functions L_nu(z) and H_nu(z)." J. Math. Phys. 25, 252-259, 1946.

Prudnikov, A. P.; Marichev, O. I.; and Brychkov, Yu. A. "The Struve Functions H_nu(x) and L_nu(x)." §1.4 in Integrals and Series, Vol. 3: More Special Functions. Newark, NJ: Gordon and Breach, pp. 24-27, 1990.

Sloane, N. J. A. Sequences A001818/M4669 and A079484 in "The On-Line Encyclopedia of Integer Sequences."

Spanier, J. and Oldham, K. B. "The Struve Function." Ch. 57 in An Atlas of Functions. Washington, DC: Hemisphere, pp. 563-571, 1987.

Watson, G. N. A Treatise on the Theory of Bessel Functions, 2nd ed. Cambridge, England: Cambridge University Press, 1966.




الجبر أحد الفروع الرئيسية في الرياضيات، حيث إن التمكن من الرياضيات يعتمد على الفهم السليم للجبر. ويستخدم المهندسون والعلماء الجبر يومياً، وتعول المشاريع التجارية والصناعية على الجبر لحل الكثير من المعضلات التي تتعرض لها. ونظراً لأهمية الجبر في الحياة العصرية فإنه يدرّس في المدارس والجامعات في جميع أنحاء العالم. ويُعجب الكثير من الدارسين للجبر بقدرته وفائدته الكبيرتين، إذ باستخدام الجبر يمكن للمرء أن يحل كثيرًا من المسائل التي يتعذر حلها باستخدام الحساب فقط.وجاء اسمه من كتاب عالم الرياضيات والفلك والرحالة محمد بن موسى الخورازمي.


يعتبر علم المثلثات Trigonometry علماً عربياً ، فرياضيو العرب فضلوا علم المثلثات عن علم الفلك كأنهما علمين متداخلين ، ونظموه تنظيماً فيه لكثير من الدقة ، وقد كان اليونان يستعملون وتر CORDE ضعف القوسي قياس الزوايا ، فاستعاض رياضيو العرب عن الوتر بالجيب SINUS فأنت هذه الاستعاضة إلى تسهيل كثير من الاعمال الرياضية.

تعتبر المعادلات التفاضلية خير وسيلة لوصف معظم المـسائل الهندسـية والرياضـية والعلمية على حد سواء، إذ يتضح ذلك جليا في وصف عمليات انتقال الحرارة، جريان الموائـع، الحركة الموجية، الدوائر الإلكترونية فضلاً عن استخدامها في مسائل الهياكل الإنشائية والوصف الرياضي للتفاعلات الكيميائية.
ففي في الرياضيات, يطلق اسم المعادلات التفاضلية على المعادلات التي تحوي مشتقات و تفاضلات لبعض الدوال الرياضية و تظهر فيها بشكل متغيرات المعادلة . و يكون الهدف من حل هذه المعادلات هو إيجاد هذه الدوال الرياضية التي تحقق مشتقات هذه المعادلات.