Уравнение Бесселя.

Рассмотрим уравнение вида: - уравнение Бесселя. Это уравнение для цилиндрических функций – его решения – цилиндрические функции. Рассмотрим лапласиан в цилиндрических координатах, и : - возникает в связи с решением уравнения Лапласа в цилиндрических координатах.

Решением этого уравнения (1-ым базисным решнием) является функция Бесселя первого рада: .

Рассмотрим некоторые её свойства.

1. Рекуррентные соотношения.

2. Функции Бесселя с полуцелыми номерами . Вычислим .

Для этого выполним преобразования:

, подставим , но , тогда .

Таким образом, мы получили следующие значения: , используя рекуррентные соотношения можно получить остальные значения полуцелых индексов.

3. Нули функции Бесселя.

1. Содержание

   • Оглавление
   • Уравнение Лапласа и Пуассона.
   • Физический смысл стационарной задачи
   • Примеры
   • Понятие о потенциалах
   • Постановка задач
   • Первая и вторая формулы Грина с оператором , следствия.
   • Гармонические функции. Интегральное представление. Их основные свойства.
   • Примеры
   • Свойства гармонических функций.
   • Теорема о среднем для гармонических функций
   • Теорема о максимумах и минимумах для гармонических функций. Единственность и корректность задач Дирихле.
   • Следствия:
   • Функция Грина для краевой задачи с уравнением Пуассона. Её построение методом отображений.
   • Функция Грина для задачи с уравнением , понятия, определения.
   • Решение задач с её помощью
   • Построение функции Грина в одномерном случае на отрезке
   • Теория потенциалов, определение, основные свойства.
   • Объёмный потенциал
   • Потенциал простого слоя
   • Потенциал двойного слоя
   • Решение задач Дирихле с уравнением Пуассона методом теории потенциалов
   • Сводная таблица6 общие сведения о потенциалах:
   • Понятие о корректно и некорректно поставленных задачах математической физики, примеры.
   • Уравнение с оператором с особенностью , свойства, ограниченность, постановка задачи.
   • Уравнение Бесселя.
   • Особенность, построение ограниченного решения .
   • Общее решение, , , , понятие о функциях .
   • Асимптотика решений уравнения Бесселя, нули функции Бесселя.
   • Краевая задача на собственные значения: , её решение, ортогональность собственных функций, теорема Фурье-Бесселя б/д.
   • Модифицированное уравнение Бесселя, ограниченность решения , свойства, общее решение, понятие о функции .
   • Сводная таблица.
   • Краевая задача с двумя особыми точками на концах отрезка. Граничные условия. Условия самосопряжённости оператора .
   • Уравнение гипергеометрического типа.
   • Приведение к самосопряжённому виду. Весовые функции . Уравнение для производных(в следующем пункте).
   • Решение в виде полиномов. Формула Родрига.
   • Ортогональные решения полиномов. Свойства нулей.
   • Примеры: уравнения, краевые задачи, определение и свойства полиномов
   • Полиномы Лежандра.
   • Полиномы Чебышева-Лягера.
   • Чебышева-Эрмита.
   • Сводная таблица для уравнений гипергеометрического вида.
   • Уравнения, краевая задача для присоединенных полином Лежандра. Решения. Основные свойства.
   • Уравнение Лапласа в сферических координатах. Схема решения методом разделения переменных.
   • Сферические функции, определения, построение системы базисных функций. Ортогональность, полнота, теорема о разложении, б/д.