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Gegenbauer 微分方程


二階常微分方程

 (1-x^2)y^('')-2(mu+1)xy^'+(nu-mu)(nu+mu+1)y=0
(1)

有時稱為超球面微分方程 (Iyanaga and Kawada 1980, p. 1480; Zwillinger 1997, p. 123)。此方程的解是

 y=(x^2-1)^(-mu/2)[C_1P_nu^mu(x)+C_2Q_nu^mu(x)],
(2)

其中 P_nu^mu(x) 是第一類連帶勒讓德函式,Q_nu^mu(x) 是第二類連帶勒讓德函式。

此方程的許多其他形式有時也稱為超球或 Gegenbauer 微分方程,包括

 (1-x^2)y^('')-(2mu+1)xy^'+nu(nu+2mu)y=0.
(3)

此方程的通解是

 y=(x^2-1)^((1-2mu)/4)[C_1P_(-1/2+mu+nu)^(1/2-mu)(x)+C_2Q_(-1/2+mu+nu)^(1/2-mu)(x)].
(4)

如果 -1/2+mu+nu 是整數,則其中一個解被稱為 Gegenbauer 多項式 C_n^((lambda))(x),也稱為超球多項式。

形式

 (1-x^2)y^('')-(2m+3)xy^'+lambday=0
(5)

也由 Infeld 和 Hull (1951, pp. 21-68) 以及 Zwillinger (1997, p. 122) 給出。它具有解

 y=(x^2-1)^(-(2m+1)/4)[C_1P_(-1/2+sqrt((1+m)^2+lambda))^(1/2+m)(x)+C_2Q_(-1/2+sqrt((1+m)^2+lambda))^(1/2+m)(x)].
(6)

另請參閱

Gegenbauer 多項式

使用 探索

參考文獻

Abramowitz, M. 和 Stegun, I. A. (編輯)。 數學函式手冊,包含公式、圖表和數學表格,第 9 版。 紐約:Dover,1972 年。Infeld, L. 和 Hull, T. E. “因子分解法”。 Rev. Mod. Phys. 23, 21-68, 1951 年。Iyanaga, S. 和 Kawada, Y. (編輯)。 數學百科詞典。 劍橋,馬薩諸塞州:MIT Press,1980 年。Morse, P. M. 和 Feshbach, H. 理論物理方法,第一部分。 紐約:McGraw-Hill,pp. 547-549,1953 年。Zwillinger, D. 微分方程手冊,第 3 版。 波士頓,馬薩諸塞州:Academic Press,p. 127,1997 年。

在 中被引用

Gegenbauer 微分方程

請引用為

Weisstein, Eric W. “Gegenbauer 微分方程”。來自 —— 資源。 https://mathworld.tw/GegenbauerDifferentialEquation.html

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