1

المرجع الالكتروني للمعلوماتية

تاريخ الرياضيات

الاعداد و نظريتها

تاريخ التحليل

تار يخ الجبر

الهندسة و التبلوجي

الرياضيات في الحضارات المختلفة

العربية

اليونانية

البابلية

الصينية

المايا

المصرية

الهندية

الرياضيات المتقطعة

المنطق

اسس الرياضيات

فلسفة الرياضيات

مواضيع عامة في المنطق

الجبر

الجبر الخطي

الجبر المجرد

الجبر البولياني

مواضيع عامة في الجبر

الضبابية

نظرية المجموعات

نظرية الزمر

نظرية الحلقات والحقول

نظرية الاعداد

نظرية الفئات

حساب المتجهات

المتتاليات-المتسلسلات

المصفوفات و نظريتها

المثلثات

الهندسة

الهندسة المستوية

الهندسة غير المستوية

مواضيع عامة في الهندسة

التفاضل و التكامل

المعادلات التفاضلية و التكاملية

معادلات تفاضلية

معادلات تكاملية

مواضيع عامة في المعادلات

التحليل

التحليل العددي

التحليل العقدي

التحليل الدالي

مواضيع عامة في التحليل

التحليل الحقيقي

التبلوجيا

نظرية الالعاب

الاحتمالات و الاحصاء

نظرية التحكم

بحوث العمليات

نظرية الكم

الشفرات

الرياضيات التطبيقية

نظريات ومبرهنات

علماء الرياضيات

500AD

500-1499

1000to1499

1500to1599

1600to1649

1650to1699

1700to1749

1750to1779

1780to1799

1800to1819

1820to1829

1830to1839

1840to1849

1850to1859

1860to1864

1865to1869

1870to1874

1875to1879

1880to1884

1885to1889

1890to1894

1895to1899

1900to1904

1905to1909

1910to1914

1915to1919

1920to1924

1925to1929

1930to1939

1940to the present

علماء الرياضيات

الرياضيات في العلوم الاخرى

بحوث و اطاريح جامعية

هل تعلم

طرائق التدريس

الرياضيات العامة

نظرية البيان

الرياضيات : التفاضل و التكامل :

Whittaker Function

المؤلف:  Abramowitz, M. and Stegun, I. A.

المصدر:  "Confluent Hypergeometric Functions." Ch. 13 in Handbook of Mathematical Functions with Formulas, Graphs, and Mathematical Tables, 9th printing. New York: Dover

الجزء والصفحة:  ...

10-6-2019

2893

Whittaker Function

 

The Whittaker functions arise as solutions to the Whittaker differential equation. The linearly independent solutions to this equation are

 

M_(k,m)(z) = z^(m+1/2)e^(-z/2)sum_(n=0)^(infty)((m-k+1/2)_n)/(n!(2m+1)_n)z^n

(1)

= z^(1/2+m)e^(-z/2)[1+(1/2+m-k)/(1!(2m+1))z+((1/2+m-k)(3/2+m-k))/(2!(2m+1)(2m+2))z^2+...]

(2)

and M_(k,-m)(z), where is a confluent hypergeometric function of the second kind and (z)_n is a Pochhammer symbol. In terms of confluent hypergeometric functions of the first and second kinds, these solutions are

M_(k,m)(z) = e^(-z/2)z^(m+1/2)_1F_1(1/2+m-k,1+2m;z)

(3)

W_(k,m)(z) = e^(-z/2)z^(m+1/2)U(1/2+m-k,1+2m;z)

(4)

(Abramowitz and Stegun 1972, p. 505; Whittaker and Watson 1990, pp. 339-351).

These functions are implemented in the Wolfram Language as WhittakerM[kmz] and WhittakerW[kmz], respectively.

Whittaker and Watson (1990, p. 340) define

 W_(k,m)(z)=(e^(-z/2)z^k)/(Gamma(1/2-k+m))×int_0^inftyt^(-k-1/2+m)(1+t/z)^(k-1/2+m)e^(-t)dt

(5)

whenever R[k-1/2-m]<=0 and k-1/2-m is not an integer.

A particular case is given by

 erfc(x)=(e^(-x^2/2))/(sqrt(pix))W_(-1/4,1/4)(x^2)

(6)

for x>0 (Whittaker and Watson 1990, p. 341, adjusting the normalization of erfc(z) to conform to the modern convention).

The Whittaker functions are related to the parabolic cylinder functions through

 D_n(z)=1/(sqrt(z))2^(n/2+1/4)W_(n/2+1/4,-1/4)(1/2z^2).

(7)

When |argz|<3pi/2 and 2m is not an integer,

 W_(k,m)(z)=(Gamma(-2m))/(Gamma(1/2-m-k))M_(k,m)(z)+(Gamma(2m))/(Gamma(1/2+m-k))M_(k,-m)(z).

(8)

When |arg(-z)|<3pi/2 and 2m is not an integer,

 W_(-k,m)(-z)=(Gamma(-2m))/(Gamma(1/2-m-k))M_(-k,m)(-z)+(Gamma(2m))/(Gamma(1/2+m+k))M_(-k,-m)(-z).

(9)

Whittaker functions satisfy the recurrence relations

W_(k,m)(z) = z^(1/2)W_(k-1/2,m-1/2)(z)+(1/2-k+m)W_(k-1,m)(z)

(10)

W_(k,m)(z) = z^(1/2)W_(k-1/2,m+1/2)(z)+(1/2-k-m)W_(k-1,m)(z)

(11)

= (k-1/2z)W_(k,m)(z)-[m^2-(k-1/2)^2]W_(k-1,m)(z).

(12)


REFERENCES:

Abramowitz, M. and Stegun, I. A. (Eds.). "Confluent Hypergeometric Functions." Ch. 13 in Handbook of Mathematical Functions with Formulas, Graphs, and Mathematical Tables, 9th printing. New York: Dover, pp. 503-515, 1972.

Becker, P. A. "On the Integration of Products of Whittaker Functions with Respect to the Second Index." J. Math. Phys. 45, 761-773, 2004.

Iyanaga, S. and Kawada, Y. (Eds.). "Whittaker Functions." Appendix A, Table 19.II in Encyclopedic Dictionary of Mathematics. Cambridge, MA: MIT Press, pp. 1469-1471, 1980.

Meijer, C. S. "Über die Integraldarstellungen der Whittakerschen Funktion W_(k,m)(z) und der Hankelschen und Besselschen Funktionen." Nieuw Arch. Wisk. 18, 35-57, 1936.

Whittaker, E. T. "An Expression of Certain Known Functions as Generalised Hypergeometric Functions." Bull. Amer. Math. Soc. 10, 125-134, 1904.

Whittaker, E. T. and Watson, G. N. A Course in Modern Analysis, 4th ed. Cambridge, England: Cambridge University Press, 1990.

EN

تصفح الموقع بالشكل العمودي