§5  贝塞耳函数

 

一、        第一类贝塞耳函数

 

[第一类贝塞耳函数的定义与表达式]

   

称为第一类阶贝塞耳函数,它在除去半实轴平面内单值解析(当为整数时,在全平面上解析).它满足贝塞耳微分方程

                      

方程中常数(实数或复数)称为方程的阶或解的阶.

(整数)时,的母函数:

                =

且有

       

       

             

                

                                            

       

              

               

                                            

       

       

                     

              

       

       

    [积分表达式]

               (泊松积分表示)

                           (贝塞耳积分表示)

                

            

                                                   

       

            

       

                              点,

积分路线如图字形,在

       

       

   [有关公式]   

   

其中为函数的两个正零点.

       

其中为函数的两个正零点,且是任意给定的常数.

            (加法公式)

       

其中表示原点到平面上任意两点的距离,的交角.

[渐近表达式]

   

         

                                   固定,

               固定,

                                       

                             

                                     

                       (其中

 

二、        第二类贝塞耳函数(诺伊曼函数)

 

[第二类贝塞耳函数的定义与其他表达式]

   

称为第二类贝塞耳函数(有的书中也记作),又称为诺伊曼函数,它也是贝塞耳微分方程(1)的解,式中为第一类贝塞耳函数,

                

在除去半实轴平面内的单值解析.

   

                  整数)

   

                 

                          为欧拉常数)

   

   

          

            

                                       

   

   

   

   

   

   

   

[积分表达式]

         

   

        

           

[渐近表达式]

   

          

                                  固定,

   

                                      

 

三、        第三类贝塞耳函数(汉克尔函数)

 

[第三类贝塞耳函数的定义与表达式]

          

       

称为第三类贝塞耳函数,分别称为第一类和第二类汉克尔函数,它们在除去半实轴平面内单值解析,且满足贝塞耳微分方程(1.

                       

                       

       

              

              

       

              

              

       

       

                              

                             

    [积分表达式]

       

       

       

       

             

           

       

       

             正整数,

积分路线如图12.5.

[渐近表达式]

   

                                        固定,

   

                                        固定,

   

   

                                      

                                       

 

四、        各类贝塞耳函数之间的关系与有关公式

 

[自递推关系]  下面表示贝塞耳函数.

   

   

           

   

   

   

[各类贝塞耳函数之间的关系]

   

        

   

        

   

   

[其他有关公式]

    

   

   

   

   

   

 

五、        变型贝塞耳函数

 

[变型贝塞耳函数的定义与表达式]

   

   

                                  

分别称为第一类和第二类变型贝塞耳函数,也称为白塞特(Basset)函数,它们在除去半实轴平面内单值解析

                       

                           

   

                          为正整数)

   

                   

                        为欧拉常数)

   

       

                 

   

                       

   

   

   

   

[积分表达式]

   

       

                                       

         

                                 

        

                                          

   

    为整数)

[有关公式]

            

   

   

   

   

   

   

   

   

[渐近表达式]

   

               固定,

式中号这样选取:当时,取正号,时,

取负号.