A TREATISE ON THE THEORY OF BESSEL FUNCTIONS by G. N. WATSON 1 9 4 5 |
Дж. Н. ВАТСОН ТЕОРИЯ БЕССЕЛЕВЫХ ФУНКЦИЙ Перевод со 2-го английского издания В. С. БЕРМАНА |
|||
1949 ИЗДАТЕЛЬСТВО ИНОСТРАННОЙ ЛИТЕРАТУРЫ МОСКВА |
||||
Предисловие к русскому изданию | 5 | ||||||||||||
Предисловие к первому английскому изданию | 7 | ||||||||||||
Предисловие ко второму английскому изданию | 8 | ||||||||||||
ГЛАВА I БЕССЕЛЕВЫ ФУНКЦИИ | |||||||||||||
1.1. | Дифференциальное уравнение Риккати | 9 | |||||||||||
1.2. | Механическая задача Даниила Бернулли | 11 | |||||||||||
1.3. | Механическая задача Эйлера | 13 | |||||||||||
1.4. | Исследования Лагранжа, Карлини и Лапласа | 14 | |||||||||||
1.5. | Исследования Фурье | 17 | |||||||||||
1.6. | Исследования Пуассона | 18 | |||||||||||
1.7. | Исследования Бесселя | 21 | |||||||||||
ГЛАВА II БЕССЕЛЕВЫ ФУНКЦИИ | |||||||||||||
2.1. | Определение бесселевых функций с целым индексом | 23 | |||||||||||
2.11. | Ряд для | 24 | |||||||||||
2.12. | Рекуррентные формулы | 26 | |||||||||||
2.13. | Дифференциальные уравнения для | 28 | |||||||||||
2.2. | Интеграл Бесселя для бесселевых функций с целым индексом | 28 | |||||||||||
2.21. | Различные формы интеграла Парсеваля | 30 | |||||||||||
2.22. | Разложения в ряды по бесселевым функциям, полученные Якоби | 31 | |||||||||||
2.3. | Интеграл Пуассона | 33 | |||||||||||
2.31. | Исследование интеграла Пуассона Бесселем | 35 | |||||||||||
2.32. | Преобразование интеграла Пуассона, данное Якоби | 36 | |||||||||||
2.321. | Доказательство формулы преобразования Якоби | 37 | |||||||||||
2.322. | Доказательство Лиувилля | 38 | |||||||||||
2.323. | Доказательство Шлефли | 38 | |||||||||||
2.33. | Об одном применении формулы Якоби | 39 | |||||||||||
2.4. | Теорема сложения для бесселевых функций | 40 | |||||||||||
2.5. | Ряд Хансена для квадратов и произведений бесселевых функций | 40 | |||||||||||
2.6. | Интеграл Неймана для | 41 | |||||||||||
2.61. | Ряд Неймана для | 43 | |||||||||||
2.7. | Разложение Шлемильха функции zm в ряд по бесселевым функциям | 43 | |||||||||||
2.71. | Разложение Шлемильха вида | 46 | |||||||||||
2.72. | Разложение функции z2m в ряд по квадратам бесселевых функций, данное Нейманом | 47 | |||||||||||
ГЛАВА III БЕССЕЛЕВЫ ФУНКЦИИ | |||||||||||||
3.1. | Обобщение дифференциального уравнения Бесселя | 49 | |||||||||||
3.11. | Функции, индекс которых равен половине нечетного числа | 52 | |||||||||||
3.12. | Фундаментальная система решений уравнения Бесселя | 53 | |||||||||||
3.13. | Общие свойства функции Jν(z) | 55 | |||||||||||
3.2. | Рекуррентные формулы для Jν(z) | 56 | |||||||||||
3.21. | Бесселевы функции с комплексным индексом | 57 | |||||||||||
3.3. | Представление функции Jν(z) с помощью интеграла Пуассона, данное Ломмелем | 58 | |||||||||||
3.31. | Неравенства, получаемые из интеграла Пуассона | 61 | |||||||||||
3.32. | Обобщение интеграла Пуассона, данное Гегенбауэром | 61 | |||||||||||
3.33. | Двойной интеграл Гегенбауэра типа Пуассона | 63 | |||||||||||
3.4. | Выражение функции J±(n+½)(z) в конечном виде | 65 | |||||||||||
3.41. | Обозначения для функций, порядок которых равен половине нечетного числа | 68 | |||||||||||
3.5. | Второе решение уравнения Бесселя с целым индексом | 70 | |||||||||||
3.51. | Разложение функции Y0(z) в ряд по возрастающим | 72 | |||||||||||
3.52. | Разложение Yn(z) в ряд по возрастающим | 74 | |||||||||||
3.53. | Определение функции Yν(z) | 76 | |||||||||||
3.54. | Функция ВебераШлефли второго рода | 77 | |||||||||||
3.55. | Определение функции второго рода по Гейне | 78 | |||||||||||
3.56. | Рекуррентные формулы для Yν(z) и Yν(z) | 79 | |||||||||||
3.57. | Функция Неймана второго рода | 80 | |||||||||||
3.571. | Интеграл типа Пуассона для Y (0)(z) | 81 | |||||||||||
3.572. | Ряд Стокса для интеграла ПуассонаНеймана | 83 | |||||||||||
3.58. | Определение функции Y (n)(z) по Нейману | 84 | |||||||||||
3.581. | Разложение функции Y (n)(z) по Нейману | 85 | |||||||||||
3.582. | Степенной ряд для Un(z) | 87 | |||||||||||
3.583. | Интеграл типа Пуассона | 87 | |||||||||||
3.6. | Функции третьего рода | 88 | |||||||||||
3.61. | Соотношение между бесселевыми функциями первого, второго и третьего рода | 89 | |||||||||||
3.62. | Бесселевы функции от аргумента | 89 | |||||||||||
3.63. | Фундаментальные системы решений уравнения Бесселя | 90 | |||||||||||
3.7. | Функции Бесселя от чисто мнимого аргумента | 91 | |||||||||||
3.71. | Формулы для Iν(z) и Kν(z) | 93 | |||||||||||
3.8. | Функции Томсона ber(z) и bei(z) и их обобщения | 95 | |||||||||||
3.9. | Определение цилиндрических функций | 97 | |||||||||||
ГЛАВА IV ДИФФЕРЕНЦИАЛЬНЫЕ УРАВНЕНИЯ | |||||||||||||
4.1. | Решение уравнения Риккати методом Даниила Бернулли | 99 | |||||||||||
4.11. | Бернуллиевы преобразования уравнения Риккати | 99 | |||||||||||
4.12. | Предельный вид уравнения Риккати с | 100 | |||||||||||
4.13. | Решение уравнения Риккати методом Эйлера | 101 | |||||||||||
4.14. | Общее решение уравнения Риккати, данное Кэли | 102 | |||||||||||
4.15. | Уравнение Риккати в канонической форме Шлефли | 104 | |||||||||||
4.16. | Различные исследования уравнения Риккати | 105 | |||||||||||
4.2. | Обобщенное уравнение Риккати | 106 | |||||||||||
4.21. | Теоремы Эйлера об обобщенном уравнении Риккати | 107 | |||||||||||
4.3. | Различные преобразования уравнения Бесселя | 108 | |||||||||||
4.31. | Преобразования уравнения Бесселя по методу Ломмеля | 110 | |||||||||||
4.32. | Дифференциальное уравнение Мальмстена | 113 | |||||||||||
4.4. | Обозначения Похгаммера для обобщенных гипергеометрических рядов | 113 | |||||||||||
4.41. | Различные решения в виде рядов | 114 | |||||||||||
4.42. | Соотношения между решениями в виде рядов | 116 | |||||||||||
4.43. | Дифференциальное уравнение Шарпа | 118 | |||||||||||
4.5. | Уравнения выше второго порядка | 119 | |||||||||||
4.6. | Символическое решение дифференциальных уравнений | 122 | |||||||||||
4.7. | Классификация элементарных трансцендентных функций по Лиувиллю | 124 | |||||||||||
4.71. | Первая теорема Лиувилля о линейных дифференциальных уравнениях | 125 | |||||||||||
4.72. | Вторая теорема Лиувилля о линейных дифференциальных уравнениях | 129 | |||||||||||
4.73. | Теорема Лиувилля об отсутствии у уравнения Бесселя алгебраических интегралов | 131 | |||||||||||
4.74. | О невозможности интегрирования уравнения Бесселя в конечном виде | 134 | |||||||||||
4.75. | О неинтегрируемости уравнения Риккати в конечном виде | 137 | |||||||||||
4.8. | Решения уравнения Лапласа | 137 | |||||||||||
4.81. | Решения волновых уравнений | 139 | |||||||||||
4.82. | Теоремы, получаемые из решений уравнений математической физики | 141 | |||||||||||
4.83. | Решения волнового уравнения в пространстве p измерений | 142 | |||||||||||
4.84. | Решение обобщенного волнового уравнения, данное Бэйтменом | 144 | |||||||||||
ГЛАВА V РАЗЛИЧНЫЕ СВОЙСТВА | |||||||||||||
5.1. | Неопределенные интегралы, содержащие одну бесселеву функцию | 146 | |||||||||||
5.11. | Интегралы Ломмеля, содержащие две цилиндрические функции | 147 | |||||||||||
5.12. | Неопределенные интегралы, содержащие две цилиндрические функции; второй метод Ломмеля | 149 | |||||||||||
5.13. | Интеграл Сонина, содержащий две цилиндрические функции | 151 | |||||||||||
5.14. | Формула приведения Шафхейтлина | 151 | |||||||||||
5.2. | Разложения в ряды по бесселевым функциям | 152 | |||||||||||
5.21. | Разложение функции Бесселя в ряд по бесселевым функциям | 153 | |||||||||||
5.22. | Разложение Ломмеля для | 154 | |||||||||||
5.23. | Разложение функции Бесселя в ряд по бесселевым функциям | 157 | |||||||||||
5.3. | Формула сложения для бесселевых функций | 158 | |||||||||||
5.4. | Произведения бесселевых функций | 160 | |||||||||||
5.41. | Произведение рядов, представляющих бесселевы функции | 162 | |||||||||||
5.42. | Произведения, содержащие бесселевы функции второго рода | 164 | |||||||||||
5.43. | Представление | 165 | |||||||||||
5.5. | Разложение (z/2)μ+ν в виде ряда произведений бесселевых функций | 166 | |||||||||||
5.51. | Ряды Ломмеля по квадратам бесселевых функций | 166 | |||||||||||
5.6. | Формулы, содержащие непрерывные дроби | 168 | |||||||||||
5.7. | Выражение Хансена для | 169 | |||||||||||
5.71. | Бесселевы функции как пределы функций Лежандра | 170 | |||||||||||
5.72. | Интегралы, связанные с формулой Мелера | 172 | |||||||||||
5.73. | Формулы Ольбрихта | 174 | |||||||||||
ГЛАВА VI ИНТЕГРАЛЬНЫЕ ПРЕДСТАВЛЕНИЯ | |||||||||||||
6.1. | Обобщение интеграла Пуассона | 176 | |||||||||||
6.11. | Видоизменения контурных интегралов Ханкеля | 182 | |||||||||||
6.12. | Интегральные представления функций третьего рода | 184 | |||||||||||
6.13. | Обобщенные интегралы МелераСонина | 186 | |||||||||||
6.14. | Символические формулы Харгрейва и Макдональда | 188 | |||||||||||
6.15. | Интегралы типа Пуассона для | 189 | |||||||||||
6.16. | Интегралы Бассета для | 190 | |||||||||||
6.17. | Обобщения Уиттекера интегралов Ханкеля | 192 | |||||||||||
6.2. | Обобщения интеграла Бесселя | 194 | |||||||||||
6.21. | Интегралы, представляющие функции второго и третьего рода | 197 | |||||||||||
6.22. | Интегралы, представляющие | 200 | |||||||||||
6.23. | Формулы Харди для интегралов типа | 203 | |||||||||||
6.24. | Обобщение интегрела Бесселя, полученное Тейзингером | 204 | |||||||||||
6.3. | Эквивалентность интегральных представлений функции | 206 | |||||||||||
6.31. | Преобразование Шлефли | 206 | |||||||||||
6.32. | Преобразование Пуассона | 207 | |||||||||||
6.33. | Преобразование Мальмстена | 208 | |||||||||||
6.4. | Интеграл Эйри | 210 | |||||||||||
6.5. | Интегральные представления бесселевых функций по Барнсу | 212 | |||||||||||
6.51. | Представления Барнса для функций третьего рода | 214 | |||||||||||
ГЛАВА VII АСИМПТОТИЧЕСКИЕ РАЗЛОЖЕНИЯ | |||||||||||||
7.1. | Асимптотические формулы для | 217 | |||||||||||
7.2. | Асимптотические разложения Ханкеля для | 219 | |||||||||||
7.21. | Асимптотические разложения | 222 | |||||||||||
7.22. | Явление Стокса | 224 | |||||||||||
7.23. | Асимптотические разложения | 226 | |||||||||||
7.24. | Асимптотические разложения ber(z) и bei(z) | 227 | |||||||||||
7.25. | Асимптотические разложения в форме Адамара | 228 | |||||||||||
7.3. | Формулы для остатков асимптотических разложений | 229 | |||||||||||
7.31. | Исследования Стилтьеса функций | 231 | |||||||||||
7.32. | Знаки остатков в асимптотических разложениях, соответствующих | 233 | |||||||||||
7.33. | Формулы Вебера для остатков в разложениях функций третьего рода | 236 | |||||||||||
7.34. | Приближенные выражения для остатков асимптотических разложений | 238 | |||||||||||
7.35. | Следствия из интегралов Шафхейтлина | 241 | |||||||||||
7.4. | Асимптотические разложения бесселевых функций по Шлефли | 242 | |||||||||||
7.5. | Асимптотические разложения бесселевых функций по Барнсу | 247 | |||||||||||
7.51. | Асимптотические разложения произведений бесселевых функций | 248 | |||||||||||
ГЛАВА VIII БЕССЕЛЕВЫ ФУНКЦИИ | |||||||||||||
8.1. | Бесселевы функции с большим индексом | 252 | |||||||||||
8.11. | Первое обобщение формулы Карлини, данное Мейсселем | 253 | |||||||||||
8.12. | Второе разложение Мейсселя | 254 | |||||||||||
8.2. | Принцип стационарной фазы. Бесселевы функции с индексом, равным аргументу | 256 | |||||||||||
8.21. | Третье разложение Мейсселя | 259 | |||||||||||
8.22. | Приложение принципа Кельвина к функции | 260 | |||||||||||
8.3. | Метод перевала | 262 | |||||||||||
8.31. | Построение контуров Дебая в случае вещественных переменных | 264 | |||||||||||
8.32. | Геометрические свойства контуров Дебая | 266 | |||||||||||
8.4. | Асимптотическое разложение для | 267 | |||||||||||
8.41. | Асимптотические разложения для | 270 | |||||||||||
8.42. | Асимптотические разложения бесселевых функций, порядок и индекс которых приблизительно равны | 272 | |||||||||||
8.43. | Асимптотические формулы для промежуточных областей | 275 | |||||||||||
8.5. | Общие свойства | 280 | |||||||||||
8.51. | Одна лемма относительно функции | 283 | |||||||||||
8.52. | Монотонность отношения | 284 | |||||||||||
8.53. | Свойства функций | 286 | |||||||||||
8.54. | Монотонность функций | 287 | |||||||||||
8.55. | Монотонность отношения | 288 | |||||||||||
8.6. | Асимптотические разложения бесселевых функций с большим комплексным индексом | 289 | |||||||||||
8.61. | Форма контуров Дебая в случае комплексных переменных | 291 | |||||||||||
8.7. | Неравенство Каптейна для | 295 | |||||||||||
ГЛАВА IX ПОЛИНОМЫ, СВЯЗАННЫЕ | |||||||||||||
9.1. | Определение полинома Неймана | 298 | |||||||||||
9.11. | Рекуррентные формулы для | 301 | |||||||||||
9.12. | Дифференциальное уравнение для | 303 | |||||||||||
9.13. | Контурные интегралы Неймана, связанные с функциями | 304 | |||||||||||
9.14. | Интеграл Неймана для функции | 305 | |||||||||||
9.15. | Исследование Сониным интеграла Неймана | 307 | |||||||||||
9.16. | Производящая функция для | 309 | |||||||||||
9.17. | Неравенство типа Каптейна для функции | 310 | |||||||||||
9.2. | Обобщение полинома Неймана, данное Гегенбауэром | 310 | |||||||||||
9.3. | Полиномы Шлефли | 312 | |||||||||||
9.31. | Формулы, связывающие полиномы Неймана и Шлефли | 314 | |||||||||||
9.32. | Выражение Графа для полинома | 315 | |||||||||||
9.33. | Интеграл Крелье для полинома | 316 | |||||||||||
9.34. | Разложение | 317 | |||||||||||
9.4. | Определение полинома Неймана | 318 | |||||||||||
9.41. | Рекуррентные формулы для | 320 | |||||||||||
9.5. | Обобщение полинома Неймана | 320 | |||||||||||
9.6. | Определение полиномов Ломмеля | 322 | |||||||||||
9.61. | Явное представление полиномов Ломмеля | 323 | |||||||||||
9.62. | Свойства полиномов Ломмеля | 325 | |||||||||||
9.63. | Рекуррентные формулы для полиномов Ломмеля | 326 | |||||||||||
9.64. | Трехчленные соотношения, связывающие полиномы Ломмеля | 328 | |||||||||||
9.65. | Предельное соотношение Гурвица для полиномов Ломмеля | 330 | |||||||||||
9.7. | Видоизмененное обозначение для полиномов Ломмеля | 331 | |||||||||||
9.71. | Вещественность корней полинома | 332 | |||||||||||
9.72. | Отрицательные корни полинома | 333 | |||||||||||
9.73. | Положительные и комплексные корни полинома | 334 | |||||||||||
ГЛАВА X ФУНКЦИИ, СВЯЗАННЫЕ | |||||||||||||
10.1. | Функции Jν(z) и Eν(z) в исследованиях Ангера и Вебера | 336 | |||||||||||
10.11. | Формулы Вебера, связывающие функции Вебера с функциями Ангера | 339 | |||||||||||
10.12. | Рекуррентные формулы для | 340 | |||||||||||
10.13. | Интегралы, выражающиеся через функции Ангера и Вебера | 341 | |||||||||||
10.14. | Асимптотические разложения функций АнгераВебера от большого аргумента | 342 | |||||||||||
10.15. | Асимптотические разложения функций АнгераВебера с большим индексом и аргументом | 345 | |||||||||||
10.2. | Обобщения интеграла Эйри, данные Харди | 348 | |||||||||||
10.21. | Вычисление интегралов ЭйриХарди с четным индексом | 350 | |||||||||||
10.22. | Вычисление интегралов ЭйриХарди с нечетным индексом | 351 | |||||||||||
10.3. | Числа Коши | 354 | |||||||||||
10.31. | Функции Бурже и Джулиани | 355 | |||||||||||
10.4. | Определение функции Струве | 357 | |||||||||||
10.41. | Интеграл по петле для функции | 360 | |||||||||||
10.42. | Асимптотическое разложение функции | 362 | |||||||||||
10.43. | Асимптотическое разложение функции Струве с большим индексом | 364 | |||||||||||
10.44. | Соотношение между функциями | 366 | |||||||||||
10.45. | О знаке функции Струве | 367 | |||||||||||
10.46. | Интеграл Тейзингера | 369 | |||||||||||
10.5. | Интеграл Уиттекера | 369 | |||||||||||
10.6. | Функции, составляющие функцию | 372 | |||||||||||
10.61. | Рекуррентные формулы для | 374 | |||||||||||
10.62. | Ряды для | 375 | |||||||||||
10.63. | Разложение Графа для функции | 376 | |||||||||||
10.7. | Определение функций Ломмеля | 377 | |||||||||||
10.71. | Построение функции | 379 | |||||||||||
10.72. | Рекуррентные формулы для функций Ломмеля | 380 | |||||||||||
10.73. | Функции Ломмеля | 380 | |||||||||||
10.74. | Функции, выражающиеся через функции Ломмеля | 382 | |||||||||||
10.75. | Асимптотическое разложение для | 383 | |||||||||||
10.8. | Полуцилиндрические функции | 385 | |||||||||||
10.81. | Теорема сложения для полуцилиндрических функций | 386 | |||||||||||
10.82. | Функциональные уравнения Нильсена | 387 | |||||||||||
ГЛАВА XI ТЕОРЕМЫ СЛОЖЕНИЯ | |||||||||||||
11.1. | Общие сведения о теоремах сложения | 391 | |||||||||||
11.2. | Теорема сложения Неймана | 391 | |||||||||||
11.3. | Обобщение формулы Неймана, данное Графом | 392 | |||||||||||
11.4. | Теорема сложения Гегенбауэра | 394 | |||||||||||
11.41. | Видоизмененная форма теоремы сложения Гегенбауэра | 396 | |||||||||||
11.42. | Исследование теоремы сложения, данное Гегенбауэром | 400 | |||||||||||
11.5. | Вырожденная форма теоремы сложения | 401 | |||||||||||
11.6. | Разложение Бэйтмена | 403 | |||||||||||
ГЛАВА XII ОПРЕДЕЛЕННЫЕ ИНТЕГРАЛЫ | |||||||||||||
12.1. | Различные типы определенных интегралов | 406 | |||||||||||
12.11. | Первый определенный интеграл Сонина | 406 | |||||||||||
12.12. | Первый интеграл Сонина (геометрическое доказательство) | 408 | |||||||||||
12.13. | Второй определенный интеграл Сонина | 410 | |||||||||||
12.14. | Определенный интеграл Гегенбауэра | 412 | |||||||||||
12.2. | Интегралы, получаемые из разложения Бэйтмена | 414 | |||||||||||
12.21. | Тригонометрические интегралы Каптейна | 415 | |||||||||||
12.22. | Метод вычисления определенных интегралов, данный Харди | 416 | |||||||||||
12.3. | Интеграл Чессина для функции | 418 | |||||||||||
ГЛАВА XIII НЕСОБСТВЕННЫЕ ИНТЕГРАЛЫ | |||||||||||||
13.1. | Различные типы несобственных интегралов | 419 | |||||||||||
13.2. | Интеграл Липшица с обобщениями Ханкеля | 420 | |||||||||||
13.21. | Интегралы ЛипшицаХанкеля, выраженные через функции Лежандра | 423 | |||||||||||
13.22. | Приложения формулы сложения к интегралам ЛипшицаХанкеля | 425 | |||||||||||
13.23. | Выводы Гегенбауэра из интегралов Липшица и Ханкеля | 427 | |||||||||||
13.24. | Несобственный интеграл Вебера по Шафхейтлину | 428 | |||||||||||
13.3. | Первый экспоненциальный интеграл Вебера и его обобщения | 430 | |||||||||||
13.31. | Второй экспоненциальный интеграл Вебера | 432 | |||||||||||
13.32. | Обобщения второго экспоненциального интеграла Вебера | 433 | |||||||||||
13.33. | Интеграл Струве, содержащий произведения бесселевых функций | 434 | |||||||||||
13.4. | Разрывный интеграл Вебера и Шафхейтлина | 436 | |||||||||||
13.41. | Критический случай интеграла ВебераШафхейтлина | 440 | |||||||||||
13.42. | Частные случаи разрывных интегралов | 443 | |||||||||||
13.43. | Исследование интеграла ВебераШафхейтлина, данное Гегенбауэром | 445 | |||||||||||
13.44. | Исследование интеграла ВебераШафхейтлина, данное Гублером | 447 | |||||||||||
13.45. | Видоизменение интеграла ВебераШафхейтлина | 449 | |||||||||||
13.46. | Обобщения интеграла ВебераШафхейтлина | 450 | |||||||||||
13.47. | Разрывные интегралы Сонина и Гегенбауэра | 455 | |||||||||||
13.48. | Задача о случайных перемещениях | 460 | |||||||||||
13.49. | Разрывные интегралы Галлопа и Харди | 462 | |||||||||||
13.5. | Вычисление определенных интегралов посредством интегрирования по контуру | 464 | |||||||||||
13.51. | Интеграл Ханкеля, содержащий одну бесселеву функцию | 465 | |||||||||||
13.52. | Обобщение интеграла Ханкеля | 469 | |||||||||||
13.53. | Интегралы Ханкеля, содержащие произведение бесселевых функций | 470 | |||||||||||
13.54. | Обобщения интеграла Никольсона | 473 | |||||||||||
13.55. | Интегралы Сонина | 474 | |||||||||||
13.6. | Новый метод вычисления определенных интегралов | 476 | |||||||||||
13.61. | Интегралы, содержащие произведения бесселевых функций | 479 | |||||||||||
13.7. | Интегральные представления произведений бесселевых функций | 482 | |||||||||||
13.71. | Представление произведения | 483 | |||||||||||
13.72. | Интегральные представления произведений, данные Никольсоном | 483 | |||||||||||
13.73. | Интеграл Никольсона для | 485 | |||||||||||
13.74. | Следствия интеграла Никольсона | 490 | |||||||||||
13.75. | Асимптотическое разложение для | 493 | |||||||||||
13.8. | Интегралы Рамануджана | 494 | |||||||||||
ГЛАВА XIV КРАТНЫЕ ИНТЕГРАЛЫ | |||||||||||||
14.1. | Задачи, связанные с кратными интегралами | 496 | |||||||||||
14.2. | Несобственные интегралы Вебера | 496 | |||||||||||
14.3. | Общее исследование интеграла Неймана | 499 | |||||||||||
14.4. | Повторный интеграл Ханкеля | 502 | |||||||||||
14.41. | Аналог леммы РиманаЛебега | 502 | |||||||||||
14.42. | Обращение повторного интеграла Ханкеля | 504 | |||||||||||
14.43. | Существенная часть пути интегрирования в повторном интеграле Ханкеля | 505 | |||||||||||
14.44. |
| 506 | |||||||||||
14.45. | Доказательство интегральной теоремы Ханкеля | 508 | |||||||||||
14.46. | Замечания относительно первоначального доказательства теоремы Ханкеля | 510 | |||||||||||
14.5. | Распространение теоремы Ханкеля на произвольные цилиндрические функции | 511 | |||||||||||
14.51. | Обобщение теоремы Ханкеля на случай | 512 | |||||||||||
14.52. | Интегральная теорема Вебера | 516 | |||||||||||
14.6. | Формулировка интегральной теоремы Неймана | 518 | |||||||||||
14.61. | Аналог леммы РиманаЛебега | 519 | |||||||||||
14.62. | Обращение повторного интеграла Неймана | 520 | |||||||||||
14.63. | Доказательство интегральной теоремы Неймана | 521 | |||||||||||
14.64. | Исследование интеграла Неймана, данное Мелером | 523 | |||||||||||
ГЛАВА XV КОРНИ | |||||||||||||
15.1. | Задачи, связанные с корнями бесселевых функций | 525 | |||||||||||
15.2. | Теорема БесселяЛоммеля о корнях функции | 526 | |||||||||||
15.21. | Отсутствие кратных корней у цилиндрических функций | 528 | |||||||||||
15.22. | Чередование корней бесселевых функций | 528 | |||||||||||
15.23. | Теорема Диксона о чередовании корней | 529 | |||||||||||
15.24. | Чередование корней цилиндрических функций с | 530 | |||||||||||
15.25. | Теорема Ломмеля о вещественности корней функции | 530 | |||||||||||
15.26. | Аналог теоремы Ломмеля для функций второго рода | 531 | |||||||||||
15.27. | Теорема Гурвица о корнях функции | 532 | |||||||||||
15.28. | Гипотеза Бурже | 533 | |||||||||||
15.3. | Элементарные свойства корней функции | 534 | |||||||||||
15.31. | Стационарные значения цилиндрических функций | 536 | |||||||||||
15.32. | Исследование корней функции | 538 | |||||||||||
15.33. | Теоремы типа Шафхейтлина для | 540 | |||||||||||
15.34. | Теоремы типа Шафхейтлина для | 541 | |||||||||||
15.35. | Корни цилиндрических функций со сколь угодно большим индексом (по Шафхейтлину) | 543 | |||||||||||
15.36. | Теорема Бохера о корнях функции | 545 | |||||||||||
15.4. | О числе корней функции | 546 | |||||||||||
15.41. | Выражение функции | 548 | |||||||||||
15.42. | Разложение КнезераЗоммерфельда | 550 | |||||||||||
15.5. | Исследование корней функции | 551 | |||||||||||
15.51. | Обобщение Рэлея формулы Эйлера | 553 | |||||||||||
15.52. | Большие корни функции | 554 | |||||||||||
15.53. | Большие корни цилиндрических функций | 556 | |||||||||||
15.54. | Корни функций, связанных с цилиндрическими функциями | 558 | |||||||||||
15.6. | Характер изменения корней цилиндрической функции при изменении индекса | 559 | |||||||||||
15.61. | Задача о колебании мембраны | 561 | |||||||||||
15.7. | Корни функции | 562 | |||||||||||
15.8. | Корни бесселевых функций с большим индексом | 564 | |||||||||||
15.81. | Наименьшие корни функций | 567 | |||||||||||
15.82. | Приложения метода Штурма | 568 | |||||||||||
15.83. | Приложения методов Штурма к функциям с большим индексом | 569 | |||||||||||
ГЛАВА XVI | |||||||||||||
16.1. | Определение ряда Неймана | 574 | |||||||||||
16.11. | Разложение произвольной функции в ряд по бесселевым функциям с целым индексом, данное Нейманом | 575 | |||||||||||
16.12. | Аналог Неймана разложения Лорана | 576 | |||||||||||
16.13. | Обобщение разложения Неймана, данное Гегенбауэром | 577 | |||||||||||
16.14. | Разложение функции в ряд по квадратам или произведениям | 577 | |||||||||||
16.2. | Теорема Пинчерле и ее обобщения | 578 | |||||||||||
16.3. | Частные случаи рядов Неймана | 580 | |||||||||||
16.31. | Суммирование рядов Неймана по Ломмелю | 582 | |||||||||||
16.32. | Суммирование рядов Неймана по Каптейну | 584 | |||||||||||
16.4. | Теория рядов Неймана, данная Веббом и Каптейном | 586 | |||||||||||
16.41. | Применение трансформации Бореля | 589 | |||||||||||
16.5. | Функция Ломмеля двух переменных | 590 | |||||||||||
16.51. | Дифференциальные уравнения для функций Ломмеля от двух переменных | 592 | |||||||||||
16.52. | Рекуррентные формулы для функций Ломмеля от двух переменных | 592 | |||||||||||
16.53. | Интегральные представления функций Ломмеля | 594 | |||||||||||
16.54. | Формулы обращения, полученные Ломмелем | 596 | |||||||||||
16.55. | Формулы псевдосложения для функций с | 597 | |||||||||||
16.56. | Интегралы Френеля | 598 | |||||||||||
16.57. | Интегралы Харди для функций Ломмеля | 600 | |||||||||||
16.58. | Интегралы типа Жильбера для функции Ломмеля | 602 | |||||||||||
16.59. | Асимптотические разложения функций Ломмеля от двух переменных | 604 | |||||||||||
ГЛАВА XVII РЯДЫ КАПТЕЙНА | |||||||||||||
17.1. | Определение ряда Каптейна | 607 | |||||||||||
17.2. | Задача Кеплера и связанные с ней задачи в исследовании Бесселя | 607 | |||||||||||
17.21. | Разложения, связанные с разложениями КеплераБесселя | 610 | |||||||||||
17.22. | Сумма рядов Каптейна специального вида | 612 | |||||||||||
17.23. | Разложения Мейсселя типа разложений Каптейна | 613 | |||||||||||
17.3. | Простые ряды Каптейна с комплексными переменными | 615 | |||||||||||
17.31. | Обобщение разложений Мейсселя на случай комплексных переменных | 618 | |||||||||||
17.32. | Разложение zn в ряд Каптейна | 620 | |||||||||||
17.33. | Исследование ряда Каптейна для zn по методу индукции | 622 | |||||||||||
17.34. | Разложение функции | 625 | |||||||||||
17.35. | Другие выводы разложения функции | 626 | |||||||||||
17.4. | Разложение произвольной аналитической функции в ряд Каптейна | 627 | |||||||||||
17.5. | Ряд Каптейна, в котором ν не равно нулю | 628 | |||||||||||
17.6. | Ряды Каптейна второго рода | 629 | |||||||||||
17.7. | Ряд Каптейна, сходящийся вне | 630 | |||||||||||
17.8. | Сходимость ряда Каптейна на границе | 631 | |||||||||||
ГЛАВА XVIII | |||||||||||||
18.1. | Формальное разложение Фурье для произвольной функции | 633 | |||||||||||
18.11. | О различных типах рядов | 636 | |||||||||||
18.12. | Частные случаи разложений ФурьеБесселя и Дини | 637 | |||||||||||
18.2. | Методы Ханкеля и Шлефли | 638 | |||||||||||
18.21. | Контурный интеграл ХанкеляШлефли | 639 | |||||||||||
18.22. | Интегралы, содержащие | 643 | |||||||||||
18.23. | Аналог леммы РиманаЛебега | 646 | |||||||||||
18.24. | Разложение ФурьеБесселя | 649 | |||||||||||
18.25. | Равномерная сходимость разложения ФурьеБесселя | 651 | |||||||||||
18.26. | Равномерная сходимость разложения ФурьеБесселя вблизи | 652 | |||||||||||
18.27. | Порядок абсолютной величины членов рядов ФурьеБесселя | 653 | |||||||||||
18.3. | Приложение методов ХанкеляШлефли к разложению Дини | 655 | |||||||||||
18.31. | Контурный интеграл | 657 | |||||||||||
18.32. | Аналог леммы РиманаЛебега для функции | 658 | |||||||||||
18.33. | Разложение Дини для произвольной функции | 659 | |||||||||||
18.34. | Сумма ряда Дини | 660 | |||||||||||
18.35. | Равномерная сходимость разложения Дини в интервале, включающем | 662 | |||||||||||
18.4. | Дифференцирование разложений ФурьеБесселя | 664 | |||||||||||
18.5. | Суммируемость рядов ФурьеБесселя | 665 | |||||||||||
18.51. | Теоремы о функции | 665 | |||||||||||
18.52. | Аналог теоремы Фейера | 668 | |||||||||||
18.53. | Равномерная суммируемость рядов ФурьеБесселя вблизи начала координат | 671 | |||||||||||
18.54. | Методы суммирования рядов ФурьеБесселя | 673 | |||||||||||
18.55. | Равномерная сходимость разложения ФурьеБесселя вблизи начала координат | 674 | |||||||||||
18.56. | Суммируемость рядов Дини | 675 | |||||||||||
18.6. | Единственность рядов ФурьеБесселя и рядов Дини | 676 | |||||||||||
ГЛАВА XIX РЯДЫ ШЛЕМИЛЬХА | |||||||||||||
19.1. | Разложение функции вещественного переменного, данное Шлемильхом | 678 | |||||||||||
19.11. | Разложение в ряд по бесселевым функциям с индексом нуль, данное Шлемильхом | 679 | |||||||||||
19.2. | Определение ряда Шлемильха | 681 | |||||||||||
19.21. | Приложение теории вычетов к обобщенному разложению Шлемильха | 683 | |||||||||||
19.22. | Построение функции | 685 | |||||||||||
19.23. | Преобразование символических операторов в обобщенном разложении Шлемильха | 687 | |||||||||||
19.24. | Ограниченность функции | 689 | |||||||||||
19.3. | Разложение произвольной функции в обобщенный ряд Шлемильха | 690 | |||||||||||
19.4. | Специальные функции, представляемые рядами Шлемильха | 693 | |||||||||||
19.41. | Выражение нуль-функции с помощью ряда Шлемильха | 696 | |||||||||||
19.5. | Теоремы о сходимости рядов Шлемильха | 699 | |||||||||||
19.51. | Присоединенная функция | 701 | |||||||||||
19.52. | Лемма I | 702 | |||||||||||
19.53. | Лемма II | 704 | |||||||||||
19.54. | Аналог теоремы Римана о тригонометрических рядах | 704 | |||||||||||
19.6. | Теорема о сходимости обобщенных рядов Шлемильха | 707 | |||||||||||
19.61. | Присоединенная функция | 709 | |||||||||||
19.62. | Аналог теоремы Римана | 710 | |||||||||||
19.7. | Теоремы типа Римана о рядах по бесселевым функциям и о рядах Дини по бесселевым функциям | 712 | |||||||||||
ПРИМЕЧАНИЕ РЕДАКТОРА РУССКОГО ПЕРЕВОДА | 716 | ||||||||||||
ДОБАВЛЕНИЕ | 719 | ||||||||||||
БИБЛИОГРАФИЯ | 732 | ||||||||||||
ТАБЛИЦА ОБОЗНАЧЕНИЙ | 771 | ||||||||||||
ПРЕДМЕТНЫЙ УКАЗАТЕЛЬ | 773 | ||||||||||||
ИМЕННОЙ УКАЗАТЕЛЬ | 783 |
В русском издании классический трактат Ватсона по теории бесселевых функций разделён на две части: в первую часть отнесены главы
В конце первой части редактором перевода дано примечание (стр. 716718) к главам XIII и VIII, в котором приведены некоторые результаты исследований советских авторов, относящиеся к теории бесселевых функций. Они существенно дополнят издание сведениями, которых советский читатель не найдёт у Ватсона.
Кроме того, к русскому переводу приложено добавление (стр. 719731), представляющее собой перевод нескольких параграфов из
В редакционных подстрочных примечаниях в соответствующих местах перевода книги Ватсона даются ссылки на русскую учебную литературу.
Пользуемся случаем выразить благодарность академику В. А. Фоку, давшему ряд ценных указаний при переводе и редактировании книги.
При составлении этой книги мы ставили себе две задачи.
Во-вторых, соединение в единое целое ряда разрозненных результатов, которые могли бы принести пользу всё возрастающему числу математиков и физиков, сталкивающихся в своей практике с бесселевыми функциями. Необходимость этого вызывается, как нам кажется, сравнительно малой осведомлённостью о свойствах тех видов бесселевых функций (особенно функций с большим индексом), которые в последнее время стали встречаться в различных областях математической физики.
Стараясь дать теорию бесселевых функций в таком объёме, который с чисто математической точки зрения мог бы рассматриваться как исчерпывающий, мы должны были также попытаться включить в книгу все формулы общие или специальные может быть, лишённые теоретического интереса, однако важные для практических приложений; эти формулы даются, насколько это возможно, в виде наиболее удобном для упомянутой цели. Широта поставленных задач в соединении с необходимостью удержать размеры книги в определённых рамках заставляли нас вести изложение настолько сжато, насколько это было возможно без ущерба для ясности.
Эта книга, в основном, является дальнейшим развитием теории бесселевых функций в том виде, как она изложена в Курсе современного анализа профессором Уиттекером и мною; поэтому мы предпочитаем ссылаться на упомянутый Курс, как на основную справочную книгу по общим вопросам, чем отправлять читателя к первоисточникам.
Обратим внимание читателя на функцию, которую мы рассматривали как каноническую функцию второго рода, а именно, на функцию, определённую Вебером и использованную впоследствии Шлефли, Графом и Гублером и, наконец, Нильсеном. Может быть, из соображений исторической справедливости желательно было бы найти оправдание пользования функциями Ханкеля. Однако три соображения препятствовали этому. Первое необходимость стандартизации функций второго рода; на наш взгляд, сейчас имеется больше авторитетных математиков, пользующихся функцией Вебера, чем таких, которые пользуются любой другой функцией второго рода. Второе параллелизм между двумя видами бесселевых функций и двумя видами (косинус и синус) тригонометрических функций, который объясняет преимущественное пользование функциями Вебера. Третье существование способа, дающего возможность интерполяции с помощью таблиц [см. таблицы I и III во
В каждом из разделов мы указываем мемуары или книгу, в которых описываемые результаты были опубликованы ранее; но доказательства этих результатов далеко не всегда совпадают с первоначальными авторскими доказательствами. Библиография в конце книги составлена настолько полно, насколько это оказалось возможным, хотя, без сомнения, в ней могут обнаружиться упущения. Мы не намеревались упомянуть решительно все мемуары, касающиеся бесселевых функций, но тем не менее надеемся, что мы не пропустили ни одного мемуара, содержащего
21 августа 1922 года | Дж. Н. Ватсон |
Для того чтобы включить в эту книгу исследования в области бесселевых функций за последние двадцать лет, потребовалось бы написать заново по меньшей мере главы XIIXIX; однако, после 1922 года я уже меньше интересовался бесселевыми функциями и в результате оказался не готовым взяться за такую задачу без ущерба для других моих занятий. Подготавливая это новое издание, я поэтому ограничился исправлением мелких ошибок и опечаток и исправлением некоторых утверждений (например о недоказуемости гипотезы Бурже), которые могли быть высказаны в 1922 году, но определенно являются устарелыми для 1941 года.
31 марта 1941 года | Дж. Н. Ватсон |