kummerU

Конфлюентная гипергеометрическая функция Куммера U

Синтаксис

Описание

пример

kummerU(a,b,z) вычисляет значение сопряженной гипергеометрической функции, U(a,b,z). Если реальные части z и a являются положительными значениями, тогда интегральные представления функции Куммера U следующие:

U(a,b,z)=1Γ(a)0eztta1(1+t)ba1dt

Примеры

Уравнение, возвращающее функцию Kummer U как ее решение

dsolve может возвращать решения обыкновенных дифференциальных уравнений второго порядка в терминах функции Куммера U.

Решить это уравнение. Решатель возвращает результаты в терминах функции Kummer U и другой гипергеометрической функции.

syms t z y(z)
dsolve(z^3*diff(y,2) + (z^2 + t)*diff(y) + z*y)
ans =
(C4*hypergeom(1i/2, 1 + 1i, t/(2*z^2)))/z^1i +...
(C3*kummerU(1i/2, 1 + 1i, t/(2*z^2)))/z^1i

Функция Kummer U для числовых и символьных аргументов

В зависимости от его аргументов, kummerU может вернуть с плавающей точкой или точные символьные результаты.

Вычислите функцию Kummer U для этих чисел. Поскольку эти числа не являются символическими объектами, вы получаете результаты с плавающей точкой.

A = [kummerU(-1/3, 2.5, 2)
kummerU(1/3, 2, pi)
kummerU(1/2, 1/3, 3*i)]
A =
   0.8234 + 0.0000i
   0.7284 + 0.0000i
   0.4434 - 0.3204i

Вычислите функцию Kummer U для чисел, преобразованных в символические объекты. Для большинства символических (точных) чисел kummerU возвращает неразрешенные символические вызовы.

symA = [kummerU(-1/3, 2.5, sym(2))
kummerU(1/3, 2, sym(pi))
kummerU(1/2, sym(1/3), 3*i)]
symA =
  kummerU(-1/3, 5/2, 2)
    kummerU(1/3, 2, pi)
 kummerU(1/2, 1/3, 3i)

Использовать vpa для аппроксимации символьных результатов с необходимым количеством цифр.

vpa(symA,10)
ans =
                  0.8233667846
                  0.7284037305
 0.4434362538 - 0.3204327531i

Некоторые особые значения Kummer U

Функция Kummer U имеет специальные значения для некоторых параметров.

Если a является отрицательным целым числом, функция Куммера U уменьшается до полинома.

syms a b z
[kummerU(-1, b, z)
kummerU(-2, b, z)
kummerU(-3, b, z)]
ans =
                                                                 z - b
                                           b - 2*z*(b + 1) + b^2 + z^2
 6*z*(b^2/2 + (3*b)/2 + 1) - 2*b - 6*z^2*(b/2 + 1) - 3*b^2 - b^3 + z^3

Если b = 2*aфункция Kummer U сводится к выражению, включающему модифицированную функцию Бесселя второго рода.

kummerU(a, 2*a, z)
ans =
(z^(1/2 - a)*exp(z/2)*besselk(a - 1/2, z/2))/pi^(1/2)

Если a = 1 или a = bфункция Kummer U сводится к выражению, включающему неполную гамма-функцию.

kummerU(1, b, z)
ans =
z^(1 - b)*exp(z)*igamma(b - 1, z)
kummerU(a, a, z)
ans =
exp(z)*igamma(1 - a, z)

Если a = 0, функция Kummer U 1.

kummerU(0, a, z)
ans =
1

Выражения указатель, содержащие функцию Kummer U

Многие функции, такие как diff, int, и limit, может обрабатывать выражения, содержащие kummerU.

Найдите первую производную функции Куммера U относительно z.

syms a b z
diff(kummerU(a, b, z), z)
ans =
(a*kummerU(a + 1, b, z)*(a - b + 1))/z - (a*kummerU(a, b, z))/z

Найдите неопределенный интеграл функции Kummer U относительно z.

int(kummerU(a, b, z), z)
ans =
((b - 2)/(a - 1) - 1)*kummerU(a, b, z) +...
(kummerU(a + 1, b, z)*(a - a*b + a^2))/(a - 1) -...
(z*kummerU(a, b, z))/(a - 1) 

Найдите предел этой функции Kummer U.

limit(kummerU(1/2, -1, z), z, 0)
ans =
4/(3*pi^(1/2))

Входные параметры

свернуть все

Параметр функции Kummer U, заданный как число, переменная, символьное выражение, символьная функция или вектор.

Параметр функции Kummer U, заданный как число, переменная, символьное выражение, символьная функция или вектор.

Аргумент функции Kummer U, заданный как число, переменная, символьное выражение, символьная функция или вектор. Если z является вектором, kummerU(a,b,z) оценивается поэлементно.

Подробнее о

свернуть все

Слияние гипергеометрической функции (функция Куммера U)

Конфлюентная гипергеометрическая функция (функция Куммера U) является одним из решений дифференциального уравнения

z2z2y+(bz)zyay=0

Другим решением является гипергеометрическая функция 1 F 1 (a, b, z).

Функция Whittaker W может быть выражена в терминах функции Kummer U:

Wa,b(z)=ez/2zb+1/2U(ba+12,2b+1,z)

Совет

  • kummerU возвращает результаты с плавающей точкой для числовых аргументов, которые не являются символьными объектами.

  • kummerU действует поэлементно на нескалярных входах.

  • Все нескалярные аргументы должны иметь одинаковый размер. Если один или два входных параметров нескаляра, то kummerU расширяет скаляры в векторы или матрицы того же размера, что и нескалярные аргументы, при этом все элементы равны соответствующему скаляру.

Ссылки

[1] Слейтер, Л. Дж. «Слияние гипергеометрических функций». Руководство по математическим функциям с формулами, графиками и математическими таблицами. (М. Абрамовиц и И. А. Штегун, эд.). Нью-Йорк: Дувр, 1972.

См. также

| |

Введенный в R2014b