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C++實作第一類貝塞爾函數

第一類貝塞爾函數

這幾天實習碰到了半整階的第一類的貝塞爾函數,而且是複數域的。最開始在網上查資料是用遞推公式求解的,因為在計算特殊值J(1/2)和J(-1/2)的過程中會省略掉很多項并不精确,且在遞推過程中也會省略很多項,導緻最終遞推得到的結果并不精确,故而又改為實作貝塞爾函數的定義函數。

定義公式:

C++實作第一類貝塞爾函數

遞推公式:

C++實作第一類貝塞爾函數

求導遞推公式:

對貝塞爾函數求導是用的如下遞推公式,需要保證貝塞爾函數一定要算的精确,求導結果才能精确。

C++實作第一類貝塞爾函數

該函數的n可以取任意值,包括負數、小數。因為項目需要,z為複數,把虛部設為0,同樣适用于實數。

std::complex<double> JFunction(const double n, const std::complex<double>& z) {	
	std::complex<double> sum(0.0, 0.0);
	std::complex<double> temp(0.0, 0.0);
	int m = 0;
	while (m <= 15)
	{
		temp = pow(-1, m) / gamma(n + m + 1)/ gamma(m + 1)* pow(0.5 * z, 2.0 * m + n);
		sum += temp;
		m++;
	}
	return sum;
}
           

注:while循環在n=12時基本已經收斂,之前設定循環100次,在項目裡跑的時候太卡了,設定成15就可以了。

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