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圓柱函式


CylinderFunction

圓柱函式定義為

 C(x,y)={1   for sqrt(x^2+y^2)<=a; 0   for sqrt(x^2+y^2)>a.
(1)

貝塞爾函式有時也稱為圓柱函式。

要找到圓柱函式的傅立葉變換,設

k_x=kcosalpha
(2)
k_y=ksinalpha
(3)

x=rcostheta
(4)
y=rsintheta.
(5)

F(k,a)=F_(x,y)[C(x,y)](k,a)
(6)
=int_0^(2pi)int_0^ae^(i(krcosalphacostheta+krsinalphasintheta))rdrdtheta
(7)
=int_0^(2pi)int_0^ae^(ikrcos(theta-alpha))rdrdtheta.
(8)

b=theta-alpha, 所以 db=dtheta。則

F(k,a)=int_(-alpha)^(2pi-alpha)int_0^ae^(ikrcosb)rdrdb
(9)
=int_0^(2pi)int_0^ae^(ikrcosb)rdrdb
(10)
=2piint_0^aJ_0(kr)rdr
(11)
=(2pia)/kJ_1(ka)
(12)
=2pia^2(J_1(ka))/(ka).
(13)

其中 J_n(x)第一類貝塞爾函式

正如 Watson (1966) 所定義的,“圓柱函式”是任何滿足以下遞推關係式的函式

 C_(nu-1)(z)+C_(nu+1)(z)=(2nu)/zC_nu(z)
(14)
 C_(nu-1)(z)-C_(nu+1)(z)=2C_nu^'(z).
(15)

這類函式可以用貝塞爾函式表示。


另請參閱

第一類貝塞爾函式, 柱函式, 半球函式, 拋物柱面函式

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參考文獻

Watson, G. N. 貝塞爾函數理論專著,第二版 劍橋,英格蘭:劍橋大學出版社,1966。

在 中被引用

圓柱函式

請引用為

韋斯坦因,埃裡克·W. "圓柱函式。" 來自 Web 資源。 https://mathworld.tw/CylinderFunction.html

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