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21. 特殊関数

21.1 特殊関数について  
21.2 GAMALG  
21.3 SPECINT  
21.4 特殊関数に関する諸定義  


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21.1 特殊関数について

%J: [index](expr)
- 第1種のBessel関数(SPECINTでの)

%K: [index](expr)
- 第2種のBessel関数(SPECINTでの)

ODE2では定数。


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21.2 GAMALG

- DiracのΓ行列代数プログラム、n次元のΓ行列の対角和や演算を行う。 LOADFILE("gam");を実行すればMACSYMAで使える。限定されたマニュアルは SHARE;GAM USAGEに含まれており、RPINTFILE(GAM,USAGE,SHARE);を実行すると表示 される。


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21.3 SPECINT

- 超幾何特殊関数パッケージHYPGEOはまだ開発中である。現時点ではLAPLACE変換の 他に特殊関数やそれらの組み合わせの0からINF迄の積分がある程度である。 因子EXP(-P*var)は明示的に宣言されていなければならない。

構文は以下の通り: SPECINT(EXP(-P*var)*expr,var); ここで、varは積分の変数で、exprは特殊関数を含む任意の式(但し、危険は承知の 上で利用の事)でも良い。

特殊関数の表記は次の通り:
 
%J[index](expr)         第1種Bessel関数
%K[index](expr)         第2種Bessel関数
%I[     ](    )         変形Bessel関数
%HE[     ](  )          エルミート多項式
%P[  ]( )               ルジャンドル関数
%Q[  ]( )               第2種ルジャンドル関数
HSTRUVE[ ]( )           StruveのH関数
LSTRUVE[ ]( )             "   のL関数
%F[ ]([],[],expr)       超幾何関数
GAMMA()                 Γ関数
GAMMAGREEK()
GAMMAINCOMPLETE()
SLOMMEL
%M[]()                  第1種のWhittaker関数
%W[]()                  第2種のWhittaker関数

何が出来るかを確認する為には、DEMO(HYPGEO,DEMO,SHARE1);を実行せよ。


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21.4 特殊関数に関する諸定義

関数: AIRY (X)
実引数XのAiry関数Aiを返す。ファイルSHARE1;AIRY FASLにAiry関数Ai(x),Bi(x)と それらの微分dAi(X),dBi(X)を評価するルーチンが含まれている。AiとBiはAIRY方程式 diff(y(x),x,2)-x*y(x)=0を満すものである。詳細はSHARE;AIRY USAGEを読む事。

関数: ASYMP
- SHARE1ディレクトリにインストールされているFeynman図の漸近的な振舞いを見付け るプログラムのテスト版。より詳細な情報はSHARE1;ASYMP USAGEを見よ(漸近的解析関数 に関してはASYMPAを見よ)。

関数: ASYMPA
- 漸近的解析 - ファイルSHARE1;ASYMPA >に漸近的解析向けの簡易化関数があり、 そこには広く複素解析や数値解析で用いられているbig-0やlittle-o関数も含まれて いる。BATCH("asympa.mc");を実行せよ(Feynman図の漸近的振舞いに関してはASYMPを 見よ)。

関数: BESSEL (Z,A)
複素数Zと実数A>0に対するBessel関数Jの値を返す。又、配列BESSELARRAYは BESSELARRAY[I]=J[I+A-ENTIER(A)](Z)となる様に設定されている。

関数: BETA (X, Y)
GAMMA(X)*GAMMA(Y)/GAMMA(X+Y)と同じである。

関数: GAMMA (X)
Γ関数。正整数に対してはGAMMA(I)=(I-1)!である。Euler-Macsheroni定数に関しては %GAMMAを見よ。又、MAKEGAMMA関数も見よ。GAMMALIM[1000000](この項参照)はΓ関数 の簡易化を制御する。

変数: GAMMALIM
デフォルト値:[1000000] - 整数と有理数引数に対するΓ関数の簡易化を制御する。 引数の絶対値がGAMMALIMよりも大きくなければ、簡易化が行われる。FACTLIMスイッチ は整数引数のGAMMAの結果の簡易化も同様に制御する事を挙げておく。

関数: INTOPOIS (A)
AをPoissonの符号化(* 訳者注;原文:Poisson encoding,Poisson過程の列?*)に 変換する。

関数: MAKEFACT (exp)
expの中の二項係数、Γとβ関数を階乗で置き換える。

関数: MAKEGAMMA (exp)
exp内の二項係数、階乗、β関数をΓ関数で置き換える。

関数: NUMFACTOR (exp)
積の式expから数値の因数を取り出す。ここで、式expは単一項でなければならない。 和の中の全ての項のgcdが必要であれば、CONTENT関数が使える。

 
(C1) GAMMA(7/2);
(D1)               15 SQRT(%PI)
                   ------------
                        8
(C2) NUMFACTOR(%)
                    15
(D2)                --
                     8


関数: OUTOFPOIS (A)
AをPoissonの符号化から一般表現に変換する。AがPoissonの形式で無い場合は変換 される、つまり、OUTOFPOIS(INTOPOIS(A))の結果の様なものになる。この関数はSINや COSの様な特定の型の羃乗の和に対し、その様な正規な簡易化を行ったものとなる。

関数: POISDIFF (A, B)
AをBで微分する。Bは三角関数の引数か、係数の中だけに表われるものでなければ ならない。

関数: POISEXPT (A, B)
B(正の整数)は機能的にINTOPOIS(A**B)と同一である。

関数: POISINT (A, B)
(POISDIFFと似た)制限された積分を行う。Bの非周期的項はBが三角関数の引数に含ま れていれば落される。

変数: POISLIM
初期値:[5] - 三角関数の引数にて、係数の領域を定める。初期値の5は内部的に [-2^(5-1)+1,2^(5-1)]、即ち、[-15,16]に関連するが、これを[-2^(n-1)+1,2^(n-1)] に設定可能である。

関数: POISMAP (series, sinfn, cosfn)
与えられたPoisson列のsine項とcosine項に関数sinfnとcosfnを写す。sinfnとcosfnは 二つの引数を持つ関数で、数列表現で係数と三角関数項が交互に現われるものである。

関数: POISPLUS (A, B)
INTOPOIS(A+B)と機能的には同一である。

関数: POISSIMP (A)
一般表現AをPoisson列に変換する。

特殊記号: POISSON
- 記号 /P/の後ろにPoisson列表現の行ラベルが続く。

関数: POISSUBST (A, B, C)
Cの中のBにAを代入する。CはPoisson列である。 POISSUBST(A,B,C,D,N)は代入の特殊な種類で、AとBに対して上の(1)の種類で作用する が、ここでDはPoisson列で、A+DをCの中のBに代入した結果となる様に、COS(D)と SIN(D)をN次まで展開する。この手法ではDが小さな助変数の項で展開されている。 例えば、POISSUBST(U,V,COS(V),E,3)はCOS(U)*(1-E^2/2)-SIN(U)*(E-E^3/6)を返す。

関数: POISTIMES (A, B)
機能的にINTOPOIS(A*B)と同一である。

関数: POISTRIM ()
指定された関数名で、Poisson積の間に(利用者が定義していれば)実行される。6個の 引数を持つ述語関数であり、その引数は項にあるU,V,..,Zの係数である。(項の係数に 対し)POISTRIMがTRUEとなる項は積の間、消去される。

関数: PRINTPOIS (A)
Poisson列を読める形式で出力する。一般的にはOUTOFPOISと使い、必要があれば、 Aを最初にPoisson符号に変換する。

関数: PSI (X)
LOG(GAMMA(X))の導関数。現時点でMACSYMAはPSIに対し、数値的な評価を行う機能を 持っていない。PSI[N](X)の情報に関しては、POLYGAMMAを見よ。


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