المرجع الالكتروني للمعلوماتية
المرجع الألكتروني للمعلوماتية

الرياضيات
عدد المواضيع في هذا القسم 9764 موضوعاً
تاريخ الرياضيات
الرياضيات المتقطعة
الجبر
الهندسة
المعادلات التفاضلية و التكاملية
التحليل
علماء الرياضيات

Untitled Document
أبحث عن شيء أخر

الأفعال التي تنصب مفعولين
23-12-2014
صيغ المبالغة
18-02-2015
اولاد الامام الحسين (عليه السلام)
3-04-2015
الجملة الإنشائية وأقسامها
26-03-2015
معاني صيغ الزيادة
17-02-2015
انواع التمور في العراق
27-5-2016

Whittaker Function  
  
2277   05:43 مساءً   date: 10-6-2019
Author : Abramowitz, M. and Stegun, I. A.
Book or Source : "Confluent Hypergeometric Functions." Ch. 13 in Handbook of Mathematical Functions with Formulas, Graphs, and Mathematical Tables, 9th printing. New...
Page and Part : ...


Read More
Date: 23-4-2019 3987
Date: 12-10-2018 1321
Date: 25-4-2018 2030

Whittaker Function

 

The Whittaker functions arise as solutions to the Whittaker differential equation. The linearly independent solutions to this equation are

 

M_(k,m)(z) = z^(m+1/2)e^(-z/2)sum_(n=0)^(infty)((m-k+1/2)_n)/(n!(2m+1)_n)z^n

(1)

= z^(1/2+m)e^(-z/2)[1+(1/2+m-k)/(1!(2m+1))z+((1/2+m-k)(3/2+m-k))/(2!(2m+1)(2m+2))z^2+...]

(2)

and M_(k,-m)(z), where is a confluent hypergeometric function of the second kind and (z)_n is a Pochhammer symbol. In terms of confluent hypergeometric functions of the first and second kinds, these solutions are

M_(k,m)(z) = e^(-z/2)z^(m+1/2)_1F_1(1/2+m-k,1+2m;z)

(3)

W_(k,m)(z) = e^(-z/2)z^(m+1/2)U(1/2+m-k,1+2m;z)

(4)

(Abramowitz and Stegun 1972, p. 505; Whittaker and Watson 1990, pp. 339-351).

These functions are implemented in the Wolfram Language as WhittakerM[kmz] and WhittakerW[kmz], respectively.

Whittaker and Watson (1990, p. 340) define

 W_(k,m)(z)=(e^(-z/2)z^k)/(Gamma(1/2-k+m))×int_0^inftyt^(-k-1/2+m)(1+t/z)^(k-1/2+m)e^(-t)dt

(5)

whenever R[k-1/2-m]<=0 and k-1/2-m is not an integer.

A particular case is given by

 erfc(x)=(e^(-x^2/2))/(sqrt(pix))W_(-1/4,1/4)(x^2)

(6)

for x>0 (Whittaker and Watson 1990, p. 341, adjusting the normalization of erfc(z) to conform to the modern convention).

The Whittaker functions are related to the parabolic cylinder functions through

 D_n(z)=1/(sqrt(z))2^(n/2+1/4)W_(n/2+1/4,-1/4)(1/2z^2).

(7)

When |argz|<3pi/2 and 2m is not an integer,

 W_(k,m)(z)=(Gamma(-2m))/(Gamma(1/2-m-k))M_(k,m)(z)+(Gamma(2m))/(Gamma(1/2+m-k))M_(k,-m)(z).

(8)

When |arg(-z)|<3pi/2 and 2m is not an integer,

 W_(-k,m)(-z)=(Gamma(-2m))/(Gamma(1/2-m-k))M_(-k,m)(-z)+(Gamma(2m))/(Gamma(1/2+m+k))M_(-k,-m)(-z).

(9)

Whittaker functions satisfy the recurrence relations

W_(k,m)(z) = z^(1/2)W_(k-1/2,m-1/2)(z)+(1/2-k+m)W_(k-1,m)(z)

(10)

W_(k,m)(z) = z^(1/2)W_(k-1/2,m+1/2)(z)+(1/2-k-m)W_(k-1,m)(z)

(11)

= (k-1/2z)W_(k,m)(z)-[m^2-(k-1/2)^2]W_(k-1,m)(z).

(12)


REFERENCES:

Abramowitz, M. and Stegun, I. A. (Eds.). "Confluent Hypergeometric Functions." Ch. 13 in Handbook of Mathematical Functions with Formulas, Graphs, and Mathematical Tables, 9th printing. New York: Dover, pp. 503-515, 1972.

Becker, P. A. "On the Integration of Products of Whittaker Functions with Respect to the Second Index." J. Math. Phys. 45, 761-773, 2004.

Iyanaga, S. and Kawada, Y. (Eds.). "Whittaker Functions." Appendix A, Table 19.II in Encyclopedic Dictionary of Mathematics. Cambridge, MA: MIT Press, pp. 1469-1471, 1980.

Meijer, C. S. "Über die Integraldarstellungen der Whittakerschen Funktion W_(k,m)(z) und der Hankelschen und Besselschen Funktionen." Nieuw Arch. Wisk. 18, 35-57, 1936.

Whittaker, E. T. "An Expression of Certain Known Functions as Generalised Hypergeometric Functions." Bull. Amer. Math. Soc. 10, 125-134, 1904.

Whittaker, E. T. and Watson, G. N. A Course in Modern Analysis, 4th ed. Cambridge, England: Cambridge University Press, 1990.




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.