
- •СОДЕРЖАНИЕ
- •От автора
- •§1. Основные определения
- •§2. Интегрирование в квадратурах дифференциальных уравнений
- •§3. Теоремы существования и единственности решения задачи Коши
- •§1. Существование и единственность решения
- •§2. Интегрирование в квадратурах
- •§1. Дифференциальные уравнения высших порядков
- •§2. Интегрирование уравнений с помощью степенных рядов. Асимптотика
- •§3. Системы дифференциальных уравнений в нормальной форме
- •§1. Непрерывная зависимость решений от параметров
- •§2. Дифференцирование по параметрам и начальным значениям
- •§3. Уравнения в вариациях. Линеаризация
- •§1. Линейные однородные уравнения n-го порядка
- •§2. Линейные неоднородные уравнения
- •§1. Линейные однородные системы
- •§2. Линейные неоднородные системы
- •§3. Функции от матриц. Матричная экспонента
- •ГЛАВА 7. ЛИНЕЙНЫЕ УРАВНЕНИЯ ВТОРОГО ПОРЯДКА
- •§1. Линейное уравнение второго порядка
- •§2. Краевая задача. Функция Грина
- •§3. Собственные значения и интегральные уравнения
- •§4. Интегрирование уравнений с помощью рядов Фурье
- •§5. Уравнение Бесселя
- •ГЛАВА 8. ЭЛЕМЕНТЫ ТЕОРИИ УСТОЙЧИВОСТИ
- •§1. Устойчивость по Ляпунову
- •§2. Устойчивость линейных систем
- •§3. Устойчивость по первому приближению
- •§4. Нелинейные системы. Функция Ляпунова. Теоремы Ляпунова
- •§5. Теоремы Барбашина и Красовского

|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
coskx |
|
|
|
|||
Пример 2. Найти периодическое решение уравнения y (x) 4y |
. |
В |
||||||||||||||||||||||
2 |
|
|||||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
k 0 |
k |
|
|
||||
общих |
обозначениях |
|
получаем |
|
|
p |
0, |
p |
|
4 22 , a |
|
1, |
|
ak |
1 |
|
, |
|||||||
|
|
|
|
0 |
|
k2 |
|
|||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
1 |
|
|
2 |
|
|
|
|
|
|
||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||
k 1,2,3,...; b |
k |
0, |
k 1,2,3,... . |
|
Для правой части имеет место p |
2 |
k2 при |
|||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
1 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
0 |
|
|
|
|
|||
k0 2. |
При |
этом |
ak |
|
a2 |
|
, |
bk |
|
b2 |
0, |
т.е. правая |
|
часть |
|
содержит |
||||||||
0 |
|
0 |
|
|
||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
4 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
резонансную гармонику cos2x. Следовательно, периодического решения исходного уравнения не существует.
Задачи для решения
Найти периодические решения следующих уравнений в случае их существования:
|
|
coskx |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
coskx |
|
|
|
|
|
1. |
y 4y |
. 2. |
y y |
|
sinx |
|
. 3. |
y y |
. 4. |
y 4y cos2 x. |
|||||||||
|
|
||||||||||||||||||
2 |
|
|
3 |
||||||||||||||||
|
k 4 |
k |
|
|
|
|
|
|
sinkx |
k 1 |
k |
|
coskx sinkx |
|
|||||
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||
5. |
y y cosx cos2x. 6. |
y y |
|
|
|
. 7. y 3y 1 |
|
|
. |
||||||||||
|
k |
2 |
|
|
|||||||||||||||
|
k |
3 |
|||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
k 1 |
|
|
|
|
|
k 1 |
|
|
§5. Уравнение Бесселя
5.1. Гамма-функция. При изучении колебательных процессов часто необходимо решать уравнение Бесселя. Его изучению кратко предпошлем некоторые свойства факториальной функции, которая называется Гаммафункцией и обозначается (x) .
Трансцендентная функция (x) распространяет значение факториала x! на случай любого x, действительного или комплексного, x 0, 1, 2,.... Гаммафункция была введена Леонардом Эйлером при помощи бесконечного произведения
n!nx
(x) limn x(x 1)(x 2)...(x n)
lim
n
|
nx |
|
|
|
|
, |
(5.1) |
|
|
|
x |
|
|
|
|||
|
x |
|
||||||
x(1 x) 1 |
|
... 1 |
|
|
|
|||
|
|
|
||||||
|
2 |
|
|
n |
|
из которого Эйлер получил интегральное представление (x) – Эйлеров интеграл второго рода – в виде
|
|
(x) tx 1e tdt , Rex 0. |
(5.2) |
0
Чаще всего, определяя -функцию, исходят из формулы (1.2). Выясним область сходимости несобственного интеграла (5.2). Имеем
1 |
x 1 t |
|
x 1 t |
|
x 1 |
|
t |
|
|
|
(x) t |
dt t |
dt t |
e |
dt . |
(5.3) |
|||||
e |
e |
|
|
|||||||
0 |
|
0 |
|
1 |
|
|
|
|
|
106

Оба интеграла в этом равенстве сходятся равномерно по параметру x на любом конечном отрезке [a,b] (0, ) по признаку сравнения Вейерштрасса.
Так как подынтегральная функция tx 1e t непрерывна при t 0, x 0, то оба интеграла в равенстве (5.3) являются непрерывными функциями параметра
x на отрезке [a,b] (0, ). Поэтому (x) |
является непрерывной при x |
0. |
|||||||||||||
При x 0 функция |
(x) |
будет и непрерывно дифференцируемой, |
причем |
||||||||||||
1 |
x 1 |
|
t |
|
x 1 |
|
t |
|
|
x 1 |
|
t |
|
|
|
|
e |
lntdt t |
e |
lntdt t |
e |
lntdt . |
Дифференцирование |
под |
|||||||
(x) t |
|
|
|
|
|
|
|||||||||
0 |
|
|
|
1 |
|
|
|
|
0 |
|
|
|
|
|
|
знаком интеграла законно в силу равномерной сходимости (5.2) по параметру x
|
x 1 t |
|
|
|
|
(n) |
|
|
|
|
|
|
|
(lnt) |
2 |
dt, |
|
(x) t |
x 1 |
t |
(lnt) |
n |
dt,n 1,2,... . |
||
наотрезке [a,b] (0, ): (x) t |
e |
|
|
e |
|
|
||||||
0 |
|
|
|
|
|
|
0 |
|
|
|
|
|
Так как (x) 0, то гамма-функция является выпуклой функцией, имеющей положительный единственный минимум.
Пример. По определению найдем (1). Имеем (1) e tdt e t |0 1. Найдем
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
0 |
|
|
|
|
|
|
||
1 |
|
|
|
|
|
|
|
|
1 |
|
|
1 |
|
|
t |
|
|
e |
t |
|
|
|
t |
s,dt 2sds |
|
|
2se |
s2 |
|||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
2 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
t |
|
e |
dt |
|
|
|
|
dt |
|
t 0 s 0 |
|
|
|
ds |
|||||||||||||||||
|
|
|
|
. Получаем |
( |
|
) |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
t |
|
||||||||||||||||||||||||||||||
2 |
|
|
|
|
|
|
2 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
t s |
|
s |
||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
0 |
|
|
|
|
|
|
0 |
|
|
|
|
|
|
0 |
|
|
|
||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||
2 |
|
|
|
|
|
, так как интеграл Пуассона e x2dx |
|
. |
|
|
|
|
|
||||||||||||||||||||||||||
|
|
2 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
0 |
|
|
|
|
|
|
2 |
|
|
|
|
|
|
|
||||
Приведем некоторые полезные соотношения. |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
(x 1) |
x (x). |
|
|
|
|
|
|
|
(5.4) |
||||||||||
|
|
|
|
|
|
Из (1) 1 |
и (5.5) при целом n 0,1,2... имеем |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
(n 1) n! |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
(5.5) |
|||||||
При |
n 0 из (5.5) следует |
0! (1) 1. |
Применяя повторно (5.4) |
при x 0, |
|||||||||||||||||||||||||||||||||||
получаем |
(x n) (x n 1)(x n 2)...(x 1)x (x). |
|
|
|
(5.6) |
||||||||||||||||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||||||||||||||||
Если x (0,1], то (x 1) (1,2] |
и т.д. Тогда, |
|
зная (x),x (0,1], можно вычислить |
||||||||||||||||||||||||||||||||||||
(x),x (1,2] и т.д. В частности, имеем |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
(1 x) x ( x), x (0,1). |
|
|
|
(5.7) |
|||||||||||||||||
Справедливо следующее тождество: |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
1
(x)
|
1 |
1 |
1 |
|
||
1 |
|
|
|
... |
|
ln n x |
|
|
|||||
x lim e |
2 |
3 |
|
n |
|
n
|
|
x |
|
x |
||
n |
||||||
|
||||||
1 |
|
e |
|
|||
|
|
|||||
n 1 |
|
n |
|
|
xe x |
|
|
x |
|
x |
|
|
|
n , |
|
|||||||
|
|
|||||||
1 |
|
e |
|
(5.8) |
||||
|
|
|||||||
|
n 1 |
n |
|
|
|
|
где n x |
elnn |
x |
e xlnn, |
|
1 |
|
|
lim( |
lnn) – постоянная Эйлера, первые |
||||
|
|
|||||
|
|
|
|
n k 1n |
|
цифры которой представляют число 0,577217....
107

|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
x |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
x |
|
|
|
1 |
|
|
|
x |
|
|
|
|
|
x |
|
|
|
|
x |
|
x |
||||||||||||||||
Согласно (5.8) имеем |
|
|
|
|
( x)xe |
|
|
|
|
1 |
|
|
|
e |
|
|
n |
|
e |
|
|
|
|
1 |
|
en . |
||||||||
(x) ( x) |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
n |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
n 1 |
|
n |
|||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
n 1 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
Отсюда и из формулы (5.7) получаем |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||
|
|
|
|
|
1 |
|
|
|
|
x2 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
(5.9) |
||||
|
|
|
|
|
|
|
x 1 |
|
|
2 |
|
. |
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||||
|
|
|
(x) (1 x) |
n 1 |
|
n |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||
Справедливы соотношения |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||
|
|
|
, 0 x 1; |
|
|
|
1 |
1 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||||
(x) (1 x) |
|
x |
|
|
|
|
|
|
|
|
x |
|
|
|
|
. |
(5.10) |
|||||||||||||||||
sin x |
2 |
|
2 |
|
|
|
|
|||||||||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
cos x |
|
|
|
|
1
Пример. Найдем .
2
т.е. |
1 |
|
|
|
1 |
|
|
|
|
|
|
|
|||||||
|
|
|
|
|
|
! |
, |
||
|
2 |
||||||||
|
|
2 |
|
|
|
|
|
При x |
1 |
из формулы (5.10) имеем |
|
|
1 |
2 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
, |
|||||
|
|
|
|
|
||||||||||
|
2 |
|
|
|
|
2 |
|
|
|
|
|
|||
|
|
|
|
|
|
sin |
|
|||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
2 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
поскольку |
(x) 0. Положив в формуле |
(5.6) |
x |
1 |
, |
|||||||||
|
||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
2 |
|
получим
|
|
|
1 |
|
|
1 |
3 |
3 1 |
|
1 |
|
|
1 3 ... (2n 3)(2n 1) |
|
|
|
|
|
(5.11) |
||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||||||||||||||||
n |
|
|
|
n |
|
n |
|
... |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
. |
||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
2n |
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||||||||||
|
|
|
|
2 |
|
2 |
2 2 2 |
2 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||
|
7 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
7 |
5 |
|
5 |
|
5 |
|
|
5 |
|
3 |
|
|
|||||||||
Найдем |
|
|
. По формуле (5.4) получим |
|
|
|
|
|
1 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
1 |
|
|||||||||||||||
2 |
|
|
|
2 |
|
2 |
|
||||||||||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
2 |
2 |
|
2 |
|
|
|
2 |
|
|
|
5 |
|
3 |
|
3 |
|
5 |
|
3 |
|
|
1 |
|
|
|
|
5 |
|
3 |
|
1 |
|
|
1 |
|
|
|
1 3 5 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
1 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
. Отсюда, используя (5.11), |
|||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
2 |
|
|
|
2 |
|
|
23 |
|
|
|||||||||||||||||||||||||||||||
|
2 2 |
|
2 |
|
2 2 |
2 |
|
|
|
|
2 2 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||||||||
будем иметь |
|
7 |
|
|
|
|
|
|
1 |
|
|
|
|
|
1 |
|
|
|
3 |
5 |
|
|
|
1 |
|
5 3 1 |
|
|
|||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
3 |
|
|
|
3 |
|
|
|
3 |
|
|
|
3 |
|
|
|
|
|
|
. |
|||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
2 |
|
|
2 |
|
|
23 |
|||||||||||||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
2 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
2 |
|
|
|
2 |
|
2 |
|
|
|
|
5.2. Уравнение Бесселя. Его интегрирование с помощью обобщенного степенного ряда. Следующее линейное однородное дифференциальное уравнение второго порядка
x2 y xy (x2 2 )y 0 |
(5.12) |
называется уравнением Бесселя с параметром . Чтобы найти общее решение уравнения (5.12), следует найти два его линейно независимых решения.
Решение уравнения (5.12), вообще говоря, ищется в виде так называемого обобщенного степенного ряда
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
y y(x) xp ak xk ak xk p , |
a0 0. |
(5.13) |
||
|
|
|
k 0 |
k 0 |
|
|
|
Продифференцировав формально степенной ряд два раза, получим |
|
||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
y y (x) ak (k p)xk p 1, |
y y (x) |
ak (k p)(k p 1)xk p 2. |
|||||
Подставив |
k 0 |
в уравнение (5.12), получим |
k 0 |
|
|
||
|
|
|
|
|
|||
y,y ,y |
|
|
|
|
108
|
|
|
|
|
|
|
ak (k p)(k p 1)xk p ak (k p)xk p ak xk p 2 2 ak xk p 0, |
||||||
k 0 |
|
|
|
k 0 |
k 0 |
k 0 |
|
|
x2 2)xk p 0. Приравняв коэффициенты при одинаковых |
||||
или ak ((k p)2 |
||||||
k 0 |
|
|
|
|
|
|
степенях x к нулю, получим бесконечную систему |
|
|||||
|
|
xp |
|
a0(p2 2) 0, |
|
|
|
|
|
|
|||
|
|
xp 1 |
a ((p 1)2 2) 0, |
|
||
|
|
xp 2 |
1 |
|
|
|
|
|
a2((p 2)2 2) a0 0, |
|
|||
|
|
xp 3 |
a3((p 3)2 2) a1 0, |
(5.14) |
||
|
|
... |
...... |
|
|
|
|
|
xp n |
an((p n)2 2) an 2 0, |
|
||
|
|
... |
...... |
|
|
|
По условию |
a0 0. Следовательно, |
из первого уравнения |
находим p . |
|||
Пусть p |
0. |
Тогда из |
равенств |
(5.14) следует, что коэффициенты an с |
нечетными индексами равны нулю, а для коэффициентов с четными индексами будем иметь соотношения
|
|
|
|
a2 |
|
|
a0 |
|
|
|
a0 |
|
|
a0 |
, |
|
|
|
|
|
|
|
|
(2 )2 2 |
4(1 ) |
|
2( 1) |
|
|
|
|||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
1 2 |
|
|
|
|
|
||||||||
|
a4 |
|
|
a2 |
|
|
|
|
a2 |
( 1)2 |
|
a0 |
|
|
, |
|
|
|||
|
(4 )2 |
|
|
2 4( 2) |
|
|
|
|
|
|
||||||||||
|
|
|
2 |
|
1 2 24( 1)( 2) |
|
|
|
||||||||||||
a6 |
a4 |
|
|
( 1)3 |
|
|
a0 |
|
|
|
|
( 1)3 |
|
a0 |
|
. |
||||
(6 )2 |
|
|
2 4 6 23(1 )(2 )(3 ) |
3!26( |
1)( |
|
||||||||||||||
|
2 |
|
|
|
2)( 3) |
По |
индукции |
получаем, что |
ak |
|
|
|
( 1)k a0 |
|
|
|
|
|
|
. Подставив |
эти |
|||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
k!22k ( 1)( 2)...( k) |
|
|||||||||
коэффициенты в ряд (5.13), получим решение уравнения Бесселя в виде |
|
|||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
y y(x) ( 1)k |
|
|
|
|
a0x |
|
|
|
|
|
x2k |
|
|||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||
|
|
|
|
|
|
|
k 0 |
|
|
|
k!22k ( 1)( 2)...( k) |
|
||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
(5.15) |
|||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
a |
|
|
|
x |
|
2k |
|
|||
|
|
|
|
|
|
|
( 1)k |
|
|
|
0 |
x |
|
|
|
|
|
|||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
. |
|
||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||
|
|
|
|
|
|
|
k 0 |
|
k!( 1)( 2)...( k) 2 |
|
|
|
|
|
||||||||
Для решения (5.15) произвольный коэффициент a0 |
принято выбирать в виде |
|||||||||||||||||||||
a0 |
1 |
|
|
1 |
|
|
Так |
как |
|
(k 1) ( 1)( 2)...( k) ( 1), |
то |
|||||||||||
2 ! 2 ( 1). |
|
|||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
решение (5.15) уравнения Бесселя представится в виде
109
|
|
|
( 1)k x x |
2k |
|
|
|
|
|
|||||||
y y(x) |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||
|
k 0k!2 ( 1)( 1)( 2)...( k) |
(5.16) |
||||||||||||||
|
|
|
( 1)k |
|
x |
2k |
|
|
|
|
||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
J (x). |
|
|
|
|||
(k 1) (k |
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||
k 0 |
1) 2 |
|
|
|
|
1 |
|
|
|
|||||||
При p , выбрав коэффициент a0 |
в виде a0 |
|
|
|
, функцию |
J (x) |
||||||||||
2 ( 1) |
||||||||||||||||
запишем в форме ряда |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
2k |
|
|
|
||
|
|
|
( 1)k |
|
|
x |
|
|
|
|
||||||
J (x) |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
. |
|
|
(5.17) |
|||
(k 1) (k 1) |
|
|
|
|||||||||||||
|
k 0 |
2 |
|
|
|
|
|
Функции J (x),J (x), определенные соответственно равенствами (5.16)
и (5.17), называются функциями Бесселя первого рода порядка |
и |
или |
|||
цилиндрическими функциями первого рода. |
|
J (x) и |
|||
При |
нецелом ряды (5.16) и (5.17), определяющие функции |
||||
J (x), по |
признаку |
Даламбера сходятся при всех x. |
Так |
как |
|
J (x) 0,J |
(x) при |
x 0, то функции линейно независимы при |
, не |
равном целому числу n. В этом случае общее решение уравнения Бесселя записывается в виде
|
|
y y(x) c1J (x) c2J (x), |
– нецелое, |
(5.18) |
||||
где c1 и c2 – произвольные постоянные. |
|
|
||||||
При целом, n, функции Jn(x) и J n (x) |
линейно зависимы, |
так как |
||||||
имеет место равенство |
|
J n(x) ( 1)n Jn(x). |
|
|
||||
|
|
|
|
(5.19) |
||||
Действительно, так как функция (x) определена при действительных |
x при |
|||||||
|
( 1)k |
x |
|
2k n |
|
|
||
x 0, то J n(x) |
|
|
|
|
|
. Положим k n p. Тогда p=0, 1, 2…, |
||
|
|
|
||||||
k nk!(n k)! 2 |
|
|
|
|
k n p и, значит,
|
( 1)n p |
x |
2p n |
|
J n(x) |
|
|
|
|
|
2 |
|||
p o(n p)!p! |
|
|
( 1)p |
x |
|
2p n |
|
( 1)n |
|
|
|
|
( 1)n Jn(x), |
|
2 |
||||
p o p!(n p)! |
|
|
что соответствует равенству (5.17).
Таким образом, при n целом функции Jn(x) и J n(x) не образуют фундаментальную систему решений уравнений Бесселя. Второе решение
уравнения Бесселя, линейно независимое с Jn(x), |
определяется предельным |
||||
соотношением |
J (x)cos J (x) |
|
|
|
|
Nn(x) lim |
, |
– нецелое. |
(5.20) |
||
|
|||||
n |
sin |
|
функцией |
||
Функция Nn(x), определенная формулой (5.20), называется |
Неймана или цилиндрической функцией Бесселя второго рода.
110

|
|
|
|
Следовательно, |
при |
|
целом, |
n, |
|
общее решение уравнения Бесселя |
|||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
имеет вид |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
y y(x) c1Jn(x) c2Nn(x), |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||||||||||||||||||||||
где c1 и c2 – произвольные постоянные. |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||||||||||||||||||||||
Пример. Найти общее решение уравнения Бесселя x2 y xy (x2 |
0,25)y 0, |
||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
u |
|
|
|
|
|
|
u |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
u |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
x |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||
|
1 |
. Введем замену |
y |
|
|
|
|
|
. Тогда |
|
y |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
2 |
|
x |
|
|
|
|
2u x |
|
u |
, |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
|
|
|
|
x |
|
|
|
|
|
|
|
2 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
|
|
|
2 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
x |
|
|
|
|
|
|
|
2 x3 |
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
3x2 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
2u |
|
|
|
|
|
|
|
x |
3 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
(2u x |
|
u )2 |
|
|
|
|
(2u x u) |
|
2 x3 |
|
4x2u 4xu 3u |
|
|
|
|
||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
y |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
. |
|
|
||||||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
2x3 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
4x2 x |
|
|
|
|
|||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
y |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
в наше уравнение Бесселя, получаем |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Подставив y,y , |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
|
4x |
2 |
u 4xu 3u |
|
2u x u |
|
|
|
1 |
|
|
u |
|
|
|
|
|
|
|
|
4x |
2 |
u |
|
4xu |
|
3u |
|
|
|
|
|
4x |
2 |
u u |
||||||||||||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
2u x u |
|
|
||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
x2 |
|
|
|
|
|
|
|
0 или |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
0. |
||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
4 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
4 |
||||||||||||||||||||||||||
|
|
|
|
4 x |
|
|
2 x |
|
|
|
|
|
|
|
4 x |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
2 |
|
|
|
|
|
|
|
|
Отсюда окончательно получаем 4x2u 4x2u 0 u u 0. Общим решением
этого уравнения |
является |
функция |
|
u u(x) Acosx Bsin x, |
|
|
где A и B – |
||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
произвольные константы. Учитывая замену |
|
|
y |
u |
|
, |
получим общее решение |
||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
x |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||||||||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||
рассматриваемого дифференциального уравнения: |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||||||||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
y y(x) |
|
|
u |
|
A |
cos |
x |
B |
|
sin |
x |
. |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
(5.21) |
|||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
x |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
x |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
x |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||
Но, с другой стороны, решениями этого уравнения, согласно (5.16) и |
|||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
(5.17), служат функции |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
1 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
1 |
|
|
|
|||||||||
|
|
|
|
|
|
( 1)k |
|
|
|
|
|
|
|
|
x |
2k |
|
|
|
|
|
|
( 1)k |
|
|
|
|
|
x |
2k |
|
|
|
||||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
2 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
2 |
|
|
|
||||||||||||||||||||||||||||
J1 (x) |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
, |
|
|||||||||||||||||
|
|
|
1 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
3 |
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
2 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
2 |
|
|
|
|
|
|
||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||||||||||||||
2 |
|
|
k 0 (k 1) k |
|
|
|
1 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
k 0 (k 1) k |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||||||||||
|
|
2 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
2 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
1 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
1 |
|
|
|||||
|
|
|
|
|
|
( 1)k |
|
|
|
|
|
|
|
|
x 2k |
|
|
|
|
|
|
( 1)k |
|
|
|
|
|
x 2k |
|
|
|
||||||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
2 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
2 |
. |
|||||||||||||||||||||||||||||||
J |
1 (x) |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||||||
|
|
1 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
1 |
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
2 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
2 |
|
|
|
|
|
|||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||||||||||||||||
|
|
2 |
|
k 0 (k 1) k |
|
|
|
|
1 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
k 0 (k 1) k |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||||||||
|
|
|
2 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
2 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Частные решения J1 |
(x) и |
J |
1 |
|
|
|
|
|
|
2 |
|
2 |
||
|
|
(x) можно получить из общего решения (5.21)
при некоторых значениях констант A и B. Найдем это константы. Имеем
|
cosx |
|
sin x |
|
|
|
( 1)k |
x |
|
|||||||
A |
|
|
|
B |
|
|
|
J1 |
(x) |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
3 |
|
2 |
||||||||
x |
|
x |
|
|||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
2 |
k 0 |
(k 1) (k |
|
) |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
2 |
|
|
|
|
2k 1
2
111

|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
1 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
( 1)k |
|
|
|
|
|
|
x |
2k |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
2 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
x 0 |
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
или Acosx Bsin x |
x |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
. |
|
|
|
|
Отсюда при |
|
|
|
|
получаем |
|||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
3 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
k 0 (k 1) (k |
|
|
|
2 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
) |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||||||||||||||||||||||
A 0, т.е. имеем равенство |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
2 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
1 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
sin x |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
( 1)k |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
x |
2k |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
2 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
(5.22) |
|||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
B |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
. |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
3 |
2 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
x |
|
|
|
|
k 0 (k |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||||||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
1) k |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
2 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
x |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||
Чтобы найти константу B, разложим функцию |
sin |
|
|
|
|
по степеням x: |
|
|
|
|
|
|
||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
x |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
1 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
1 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
x2k 1 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
2k |
1 |
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
|
|
|
sin x |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
x 2 |
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
x 2 sin x x |
|
|
2 ( 1)k |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
( 1)k |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
. |
|
|
|
|||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
(2k 1)! |
(2k 1)! |
||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
|
|
|
|
x |
|
|
||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
k 0 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
k 0 |
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Таким образом, из равенства (5.22) получаем |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
2k |
1 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
2k |
1 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
x |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
x |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
2 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
2 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||||||||||||
|
|
B ( 1)k |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
( 1)k |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
. |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
1 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||||||||||||||||||||
|
|
|
k 0 |
|
|
|
|
|
|
(2k 1)! |
k 0 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
3 |
|
|
|
2k |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
(k 1) k |
|
|
|
|
|
|
2 |
|
|
2 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
2 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||
Сравнивая коэффициенты при одинаковых степенях x, имеем равенства |
||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
B |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
1 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
. |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
3 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
(2k 1)! |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
k |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
k |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
(k 1) k |
|
|
|
|
2 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
2 2 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
2 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
(2k 1)! |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
(2k 1)! |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Отсюда |
B |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
. |
|
|
|
|
|
Однако, |
||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
3 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
k 1 |
|
|
1 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
k |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
k |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
k |
|
|
|
|
|
|
|
k |
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
|
|
|
(k 1) k |
|
|
|
|
|
|
|
|
2 |
|
|
2 2 |
|
|
|
|
|
(k 1) |
|
|
|
|
|
|
|
|
2 |
|
|
2 2 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
2 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
2 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
(k |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
1 |
|
|
|
|
|
|
1 3 5...(2k 1)(2k 1) |
|
|
|
|
|
|
||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
1) |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
. |
|||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
согласно формуле (5.12), имеем |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
|
2 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
2k 1 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Тогда |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
(2k 1)!2k 1 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
1 2 3 4 5...(2k)(2k 1) |
||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
B |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
2 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||
1 3 5...(2k 1)(2k 1) |
2k |
|
|
|
2 (k 1) 2k |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
1 3 5...(2k 1)(2k 1) k!2k |
|||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
2 4 6...(2k) |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
2k k! |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
2 |
|
|
|
|
|
|
|
2 |
|
|
|
|
|
|
2 |
. |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
k!2k |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
k!2k |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Таким образом, в силу равенства (5.22) получаем |
|
|
|
|
|
|
1 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
( 1)k |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
x |
2k |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
2 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
2 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
|
|
|
J1 (x) |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
sin x. |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
(5.23) |
||||||||||||||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
3 |
|
2 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
x |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||||||||||||||||||||
|
|
2 |
|
|
|
|
|
|
|
k 0 (k 1) k |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||||||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
2 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Аналогично
112

|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
1 |
|
|
|
|
|
|
|
|
||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
( 1)k |
|
|
|
|
|
|
x |
2k |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
2 |
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||||||||||||||||||||||||
|
|
|
|
Acosx Bsin x |
|
|
|
xJ |
|
1 (x) |
|
|
|
|
x |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
. |
|
|
(5.24) |
||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
1 |
2 |
|
|
|||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
2 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
k 0 (k 1) k |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||||||||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
2 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
1 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
1 |
|
|
|
|
|
1 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
2 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||
Отсюда |
|
при |
x 0 |
имеем |
|
|
|
|
A |
|
|
|
|
|
|
2 |
|
|
|
. |
Проинтегрировав |
равенство |
|||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
1 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
2 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
2 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
1 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
( 1)k |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
1 |
2k |
|
|
|
x2k 1 |
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
2 |
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||||||||||||||||||||||||||
(5.24), |
|
получим |
|
Asin x Bcosx |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
. |
|
|
При |
|
x 0 |
|||||||||||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
1 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
2 |
|
|
|
|
|
|
|
2k 1 |
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
k 0 (k 1) k |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||||||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||||||||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
2 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||||
получаем, что B 0. Таким образом, из равенства (5.24) имеем |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
1 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
( 1)k |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
x |
2k |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
2 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
2 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
J |
|
1 (x) |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
cosx. |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
(5.25) |
|||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
1 |
|
|
|
|
2 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
x |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||||||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
2 |
|
|
|
k 0 (k 1) k |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
2 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||||||||||||||||||||||||
Справедливо |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
(x) J (x)). |
|
|
|
|
(5.26) |
||||||||||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||||||||||||||||
|
|
|
|
J (x) J 1(x) x J |
(x) (или xJ 1(x) xJ |
|
|
|
|
||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Таким образом, |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
(или xJ 1 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
(x)). |
|
|
|
|
(5.27) |
|||||||||||||||||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||||||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||||||||||||||||||||||||
|
|
|
|
J (x) J 1(x) x J (x) |
|
(x) J (x) xJ |
|
|
|
|
|
||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Сложив (5.26) и (5.27), получим формулу |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
а вычтя, |
||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
|
|
2J (x) J 1(x) J 1(x), |
|||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
будем иметь равенство J 1(x) J 1 |
(x) 2 |
|
J (x). |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
x |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||
Пример. Найти общее решение уравнения x2 y xy ( 2x2 |
2)y 0. Введем |
||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
y |
|
|
|
|
dy |
|
|
|
|
|
|
|
dy |
|
|
|
|
dt |
|
|
|
|
|
dy |
|
|
|
|
|
y |
|
|
|
d2 y |
|
|
2 |
d2 y |
|
|||||||||||||||||||||||||||
замену |
|
|
t x. |
|
|
Тогда |
имеем |
|
dx |
|
|
dt |
dx |
dt |
, |
|
|
|
|
dx2 |
|
|
dt2 . |
||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Отсюда |
|
из |
|
|
|
|
уравнения |
|
|
|
|
(5.22) |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
получаем |
|
|
|
|
|
уравнение |
|
|
|
Бесселя |
||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
t2 ytt tyt (t2 |
2)y 0. Это уравнение при |
|
|
нецелом имеет решение |
|
|
|
||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
y y(x) c1J (t) c2J (t) c1J ( x) c2J ( x), |
|
|
|
|
(5.28) |
|||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
а при |
|
– целом, n, – решение |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
y y(x) c1Jn( x) c2J n( x). |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
(5.29) |
|||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Используя формулу (5.27), получаем |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
1 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
1 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||||||||||||
(x |
|
J |
(x)) x |
|
|
|
J |
(x) x |
|
J |
|
(x) x |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
J (x) x |
|
|
|
J |
|
|
|
(x) |
|
|
J (x) |
|||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
1 |
|
|
|
|
|
|
|
x |
|
|
||||||||||||||||||||
|
|
|
|
x 1J (x) x |
|
J |
|
|
|
|
(x) x 1J (x) x |
|
J |
|
|
|
|
|
(x). |
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
1 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
1 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||||
Таким образом, имеем формулу |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
(x J (x)) x J 1(x). |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
(5.30) |
113
Отсюда получаем рекуррентную формулу J 1(x) x (x J (x)) .
5.3. Корни бесселевых функций. Интеграл Ломмеля. Пусть даны уравнения
x2u xu ( 2x2 2)u |
|
0, |
|
x2 y xy ( 2x2 |
2)y 0 |
решениями которых, |
|
||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
согласно соотношению |
|
|
(5.28), |
являются |
|
функции |
|
u J ( x) |
и y J ( x). |
|
|||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Умножив |
|
первое |
уравнение |
|
на |
|
|
|
y |
, |
|
|
|
|
|
второе |
|
|
|
|
|
– |
на |
|
|
x |
, |
получим |
|
||||||||||||||||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
x |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
y |
|
|
|
||||
|
|
|
|
2 |
|
|
|
2uy |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
2 |
|
|
|
|
|
2uy |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||||||
xu y u y |
|
|
xuy |
|
x |
|
0, |
|
xy u y u |
|
|
xuy |
|
|
x |
|
|
|
|
|
|
0. Вычитая из первого |
|
||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||
равенства второе, будем иметь равенство |
|
|
|
|
|
|
|
|
2 |
|
|
|
2 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||||||||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
)xuy , |
|
|
|
|
|
|
|
(5.31) |
|
|||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
x(u y uy |
) (u y uy ) ( |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||||||||||||||||||||||||||
которое можно переписать в виде |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
2 |
|
|
|
2 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
( |
|
|
)xuy. |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
(5.32) |
|
|||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
(x(u y |
uy )) |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||||||||||||
Поскольку u |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||
|
J ( x),y |
|
|
J ( x), то равенство (5.32) приобретает вид |
|
|
|||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
( x)J |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
( x))) |
|
( |
2 |
|
|
2 |
|
)xJ |
( x)J ( x). |
|
(5.33) |
|
||||||||||||||||||||||||||||
|
(x( J |
( x) J ( x)J |
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
В левую часть этого равенства вместо |
|
|
|
|
|
подставим |
|
ее значение |
(5.33) и |
|
|||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
J |
|
|
|
||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
получим |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||
|
x J ( x) |
|
|
|
J ( x) |
J |
|
( x) |
|
J |
( x) |
|
|
|
|
|
|
J ( x) J |
|
|
|
( x) |
|
|
|||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
x |
|
|
|
|
|
|
1 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
x |
|
|
|
|
|
1 |
|
|
|
|
|
||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
J ( x)J ( x) x J ( x)J 1( x) J ( x)J ( x) x J ( x)J 1( x) |
|
||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
x J ( x)J 1( x) x J ( x)J 1( x) . |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Отсюда с учетом формулы (5.33) следует |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
x |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
|
|
|
|
xJ ( x)J |
|
( x) |
|
|
|
|
|
|
|
|
J |
|
( x)J |
1 |
( x) J |
|
( x)J |
|
|
( x) . |
|
|
|||||||||||||||||||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
2 |
|
|
2 |
|
|
|
|
|
|||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
1 |
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
Проинтегрировав это равенство от 0 до x, будем иметь формулу |
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
x |
sJ |
|
( s)J |
|
( s)ds |
|
|
|
|
x |
|
|
J |
|
( x)J |
|
|
|
( x) J |
|
( x)J |
|
( x) , |
|
|
|
|||||||||||||||||||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
1 |
|
1 |
|
(5.34) |
|
||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
2 |
|
2 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||
0 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
которая называется интегралом Ломмеля.
Корни бесселевых функций обладают интересными и важными в приложениях свойствами.
I.Все корни бесселевых функций, кроме x 0, являются простыми.
Всамом деле, допустим, что x0 – корень бесселевой функции имеет кратность
два. Тогда выполняется соотношение J (x0) J (x0) 0. Отсюда следует, что начальная задача Коши для линейного однородного дифференциального уравнения второго порядка при нулевых начальных условиях имеет лишь
114

нулевое решение, т.е. |
J (x) 0, |
что, |
|
конечно, |
неверно. |
|
Следовательно, |
|||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
функция J (x) |
не может иметь кратных корней, т. е. все ее корни простые. |
|
|
|||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
|
|
II. Все корни бесселевых функций – действительные числа. |
|
|
|
|
|
|||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Действительно, предположим, что |
z i |
|
является комплексным |
корнем |
||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
функции J (x), т.е. |
|
|
|
|
J (z) 0. |
Так |
как |
|
|
функция |
имеет |
|
действительные |
|||||||||||||||||||||||||||||||||||||
коэффициенты, |
то и число |
z |
|
i тоже является корнем уравнения J (z) 0. |
||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
x |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Положив в интеграле Ломмеля z, |
z |
, |
будем иметь sJ (zs)J ( |
zs)ds |
||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
|
|
x |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
0 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
|
|
|
zJ ( |
zx)J |
|
(zx) |
zJ |
(zx)J |
|
( |
zx) . |
|
|
Отсюда |
при |
|
|
|
x 1 |
с |
|
учетом |
||||||||||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
|
z2 |
|
z |
2 |
|
|
|
|
1 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
1 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
1 |
|
|
|
|
|
|
|
|
1 |
|
|
|
|
|
2 ds 0, что |
|||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||
J (z) J ( |
z |
) 0 получаем равенство |
sJ (zs)J ( |
zs)ds s |
J (zs) |
|||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
0 |
|
|
|
|
|
|
|
|
0 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
невозможно, так как s |
|
J (zs) |
|
2 |
0, |
если 0 s 1. Противоречие показывает, |
что у |
|||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
|
|
|||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
функции J (x) |
не может быть комплексных корней. |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||||||||||||||||||||||||||
|
|
III. Корни бесселевых функций J (x) |
и J 1(x) |
взаимно разделены. |
|
|
||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Между двумя последовательными корнями функции |
J (x) |
находится ровно |
||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
один корень функции |
|
J 1(x), и, |
|
наоборот, |
|
между двумя корнями функции |
||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
J 1(x) |
находится |
один корень |
функции |
J (x). |
Действительно, используя |
|||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
формулу (5.26) получим соотношение (x 1J |
1 |
(x)) |
( 1)x J |
1 |
(x) x 1J |
|
(x) |
|||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
1 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
1 |
|
|||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
(x), |
т.е. |
1 |
J 1(x)) |
1 |
|
|
|||||||||||||||||
( 1)x J |
(x) x 1 |
J |
|
|
|
(x) |
|
|
J |
(x) x 1J |
|
(x |
|
x |
|
|
J (x). |
|||||||||||||||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
1 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
x |
|
1 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Из этого равенства и равенства (5.32) следует в силу теоремы Ролля, что между двумя последовательными корнями функции J (x) (J 1(x)) имеется корень
функции J 1(x) (J (x)).
IV. Функции J (x) и J 1(x) не имеют общих корней.
Это вытекает из равенства (5.27), так как у функции J (x) все корни простые.
5.4. Ортогональность бесселевых функций. Разложение в ортогональный ряд по бесселевым функциям. Напомним, что система функций { n(x)} называется ортогональной на отрезке [a,b] с весом p(x), если выполнено
b
условие p(x) i (x) j (x)dx 0,i j. Нормой функции n(x) |
с весом p(x) будет |
|||||||
a |
|
|
1 |
|
|
|
|
|
|
b |
|
|
|
|
|||
|
|
2 |
|
|
|
|
||
число || n || || n(x)|| |
|
2 |
|
Пусть i |
– корни бесселевой функции |
|||
|
p(x) n (x)dx |
. |
||||||
|
a |
|
|
|
|
|||
J (x). Рассмотрим систему функций |
|
|
|
|
|
|
||
|
|
{ J ( i |
x)},i 1,2,.... |
|
(5.35) |
115

Так как J ( i ) 0, то |
из |
интеграла Ломмеля следует |
равенство |
1 |
|
1 |
|
sJ ( is)J ( js)ds 0,i j, |
или |
xJ ( ix)J ( jx)dx 0,i j, из |
которого |
0 |
|
0 |
|
следует, что система бесселевых функций (5.35) ортогональна на отрезке [0,1] с
весом |
p(x) x |
. |
Норма бесселевой функции |
|
|
x): |
|
|
|
|
|
|
|
1 |
|
|
|
. |
||||||||||
J ( |
|
|
|
2 |
|
|
|
|||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
i |
|
|| J ( |
ix)|| |
xJ ( ix)dx |
|
|||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
0 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
x 1, |
|
|
|
|
1 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Положив |
в |
|
интеграле Ломмеля |
получим |
|
xJ ( x)J ( x)dx |
|
|||||||||||||||||||||
J ( x)J 1( x) J ( x)J 1( x) |
|
|
|
|
|
0 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||
|
|
– корни уравнения J (x) 0, |
||||||||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
. Если |
|||||||||||||||||
|
|
|
|
|
2 2 |
|
|
|
||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
то выражение справа в последнем равенстве есть неопределенность типа |
0 |
. |
||||||||||||||||||||||||||
0 |
||||||||||||||||||||||||||||
Раскроем ее по правилу Лопиталя. Имеем |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||||
1 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
1 |
|
|
|
|
|
|
|
|||
2 |
|
|
|
|
J ( )J 1 |
( ) J ( )J 1( ) J ( )J 1( ) |
|
|
|
|
|
|
||||||||||||||||
( x)dx |
lim |
|
|
|
|
|
lim |
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||||
xJ |
|
|
|
|
2 |
|
|
|
|
|
J ( )J 1( ), |
|
||||||||||||||||
0 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
2 |
|
|
|
|
|
|
|
|||||||
так |
|
|
как |
J ( ) J ( ) 0. |
|
Используя |
последовательно |
формулы |
||||||||||||||||||||
|
|
(x) J 1(x) J 1(x) |
|
|
|
|
|
|
(x), получим, что |
|
|
|
|
|
||||||||||||||
2J |
и xJ 1(x) xJ (x) J |
|
|
|
|
|
||||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
1 |
|
1 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
2 |
|
|
|
|
|
|
|
|
( )) |
|
|
|
|
|
|||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
xJ ( x)dx |
|
limJ |
( )(J 1( ) 2J |
|
|
|
|
|
02
1limJ ( ) J ( ) J ( ) 2J ( ) 1limJ ( )J ( ) 1(J ( ))2.
2 2 2
Положив в равенстве i , где i – корень функции J (x), получим значение
|
|
|
|
|
|
|
|
|
1 |
|
|
|
|||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
нормы функции J ( i |
x): || J ( ix)|| |
|
|||||||||||||
|
J ( i ),i 1,2,.... |
|
|||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
2 |
|
|
|
|||
|
|
Как |
выяснено |
|
ранее, последовательность |
функций |
|||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
1, 2,..., n,... – корни уравнения |
|||||
|
xJn( 1x), |
xJn( 2x),..., |
xJn( nx),... , где |
|
|||||||||||
Jn(x) 0, представляет собой ортогональную систему функций на (0,1). |
|||||||||||||||
|
|
Пустьтеперьдана функция f (x), определеннаяна (0,1). |
Ее рядФурье–Бесселя |
||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
выписывается в виде |
f (x) ak Jn( k x), где коэффициенты ak определяются |
||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
k 1 |
|
|
|
||
|
|
|
|
|
|
2 |
|
|
1 |
|
|
|
|
|
|
по формулам ak |
|
|
|
|
x f (x)Jn( k x)dx. |
|
|||||||||
(Jn |
( k )) |
2 |
|
||||||||||||
|
|
|
|
|
0 |
|
|
|
|
|
116