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圆柱函数


CylinderFunction

圆柱函数定义为

 C(x,y)={1   for sqrt(x^2+y^2)<=a; 0   for sqrt(x^2+y^2)>a.
(1)

贝塞尔函数有时也称为圆柱函数。

要找到圆柱函数的傅里叶变换,设

k_x=kcosalpha
(2)
k_y=ksinalpha
(3)

x=rcostheta
(4)
y=rsintheta.
(5)

F(k,a)=F_(x,y)[C(x,y)](k,a)
(6)
=int_0^(2pi)int_0^ae^(i(krcosalphacostheta+krsinalphasintheta))rdrdtheta
(7)
=int_0^(2pi)int_0^ae^(ikrcos(theta-alpha))rdrdtheta.
(8)

b=theta-alpha, 所以 db=dtheta。则

F(k,a)=int_(-alpha)^(2pi-alpha)int_0^ae^(ikrcosb)rdrdb
(9)
=int_0^(2pi)int_0^ae^(ikrcosb)rdrdb
(10)
=2piint_0^aJ_0(kr)rdr
(11)
=(2pia)/kJ_1(ka)
(12)
=2pia^2(J_1(ka))/(ka).
(13)

其中 J_n(x)第一类贝塞尔函数

正如 Watson (1966) 所定义的,“圆柱函数”是任何满足以下递推关系式的函数

 C_(nu-1)(z)+C_(nu+1)(z)=(2nu)/zC_nu(z)
(14)
 C_(nu-1)(z)-C_(nu+1)(z)=2C_nu^'(z).
(15)

这类函数可以用贝塞尔函数表示。


另请参阅

第一类贝塞尔函数, 柱函数, 半球函数, 抛物柱面函数

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参考文献

Watson, G. N. 贝塞尔函数理论专著,第二版 剑桥,英格兰:剑桥大学出版社,1966。

在 中被引用

圆柱函数

请引用为

韦斯坦因,埃里克·W. "圆柱函数。" 来自 Web 资源。 https://mathworld.net.cn/CylinderFunction.html

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