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¿Una buena referencia para comprender las funciones hipergeométricas?

Cuando me introduje en las funciones especiales durante la carrera, me hice amigo de una serie de bonitas funciones -Laguerre, Legendre, Hermite, Bessel y demás-, pero sólo conocí de pasada las funciones hipergeométricas e hipergeométricas confluentes, limitándome sobre todo a buscarlas en Arfken y a retroceder horrorizado ante la aridez del material y la falta de contenido físico en los cálculos.

Sé, por supuesto, que esta falta de contenido físico también va acompañada de una asombrosa generalidad. Al cabo de un rato entendí el núcleo de la idea, que creo que es "explorar todas las funciones especiales cuyos coeficientes en serie son funciones racionales de $n$ ", y me parece atractivo, pero no he tenido la energía ni la motivación para seguirlo y ver qué tiene de interesante.

Sin embargo, parece que el momento tan esperado ha llegado y algunas integrales bastante peliagudas (piense en $\int_0^\infty x^k e^{-\alpha x^2}J_m(\beta x)dx$ ) han empujado algunos feos " ${}_1 F_1$ "en mi página. Así que mi pregunta es, entonces: ¿cuál es una buena introducción a las funciones hipergeométricas e hipergeométricas confluentes? Me gustaría tener uno en el que pudiera comprender intuitivamente qué esperar de ellos en diferentes circunstancias, qué propiedades agradables tienen y, en general, por qué realmente es merece la pena ocuparse de ellos en lugar de sus casos más específicos como Laguerre, Legendre, Hermite, Bessel, etc.

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x-way Puntos 196

Un curso de análisis moderno por Whittaker y Watson. No, ¡no estoy de broma! Tienen un capítulo maravilloso que termina con una estupenda clasificación de las principales funciones especiales según sus patrones de singularidad.

En realidad, el mejor libro de texto moderno es A=B (ya citado). El enfoque moderno de todas las funciones especiales es darse cuenta de que son un caso muy especial de funciones holonómicas soluciones de ecuaciones diferenciales ordinarias lineales con coeficientes polinómicos. De hecho, las hipergeométricas son especiales entre las funciones holonómicas porque los coeficientes de sus soluciones en serie no sólo satisfacen una ecuación de recurrencia lineal (todas lo hacen), sino que tienen una de las siguientes características pedido 1 . Eso las hace muy especiales, por una razón estructural y matemática, no por razones socioculturales (la antigua visión de las funciones "especiales" era que eran especiales porque tenían un nombre que se les pegaba porque parecían aparecer a menudo).

Una vez que consigas eso, A=B te dirá mucho de la simple historia. Entonces usted puede leer cosas como Kauers' Algoritmos para funciones holonómicas para material más avanzado.

Luego ya depende de adónde quieras ir después. Hay artículos sobre la evaluación rápida y de precisión demostrable, la demostración de identidades o la combinatoria [¡el vínculo entre las funciones especiales y la combinatoria a través de la teoría de especies es fascinante!]

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pbh101 Puntos 2454

Andrews, Askey, Roy "Special Functions" Cambridge (1999) tiene tres capítulos con un total de 180 páginas dedicados explícitamente a las funciones hipergeométricas y a las funciones hipergeométricas confluentes, y surgen con frecuencia en otras partes. Es un libro realmente interesante.

9voto

Helixso Puntos 65

Un libro muy interesante es "A=B" Marko Petkovsek, Herbert Wilf y Doron Zeilberger.

Este libro enfatiza en algoritmos para hacer las sumas simbólicamente, y es, por ejemplo, la teoría detrás de la función "summation()" en sympy.

El libro "A=B www.cis.upenn.edu/~wilf/AeqB.html

8voto

Ambrose Puntos 138

Un sitio muy bueno para las funciones hipergeométricas es Wolfram Alpha aquí .

Un pre $\LaTeX$ informe de Pincherle, Funciones hipergeométricas y diversos problemas relacionados , NASA, 1 de diciembre de 1965, está disponible aquí .

AÑADIDO:

NIST Biblioteca Digital de Funciones Matemáticas:

  1. Capítulo 13 Funciones hipergeométricas confluentes
  2. Capítulo 15 Función hipergeométrica

J Pearson, Cálculo de funciones hipergeométricas MSc. Dissertation, Oxford, 2009. Código Matlab aquí

Z.X.Wang, D.R. Guo, Funciones especiales World Scientific Publishing, 1989

M. Yoshida, Funciones hipergeométricas, mi amor , Vieweg, 1997

6voto

Michiel de Mare Puntos 15888

He aquí una diagrama de relaciones de funciones especiales. Las funciones hipergeométricas forman la columna vertebral del diagrama. No profundiza mucho, pero puede ayudar a establecer algunos puntos de referencia mentales.

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