() 1 = 17 ΣΥΝΑΡΤΗΣΕΙΣ LEGENDRE Ορισµοί

Σχετικά έγγραφα
16 ΣΥΝΑΡΤΗΣΕΙΣ BESSEL

18 ΟΡΘΟΓΩΝΙΑ ΠΟΛΥΩΝΥΜΑ

Λύση Εξίσωσης Laplace: Χωρισμός Μεταβλητών

Κλασική Ηλεκτροδυναμική Ι

ΘΕΜΑΤΑ ΚΑΙ ΑΣΚΗΣΕΙΣ ΓΙΑ «ΜΑΘΗΜΑΤΙΚΑ ΙΙ» ΑΚΟΛΟΥΘΙΕΣ ΚΑΙ ΟΡΙΑ ΑΚΟΛΟΥΘΙΩΝ. lim. (β) n +

Σηµειώσεις. Eφαρµοσµένα Μαθηµατικά Ι. Nικόλαος Aτρέας

Κλασική Ηλεκτροδυναμική

u x = 2uu y u y = 0 ϕ x = x t h (t), ϕ xx = x2 t 3 h (t) και ϕ y = y t h (t), ϕ yy = y2 t 3 h (t). t 2 h (t) + x2

19 ΙΑΦΟΡΕΣ ΣΥΝΑΡΤΗΣΕΙΣ

Σηµειώσεις. ιαφορικές Εξισώσεις- Μετασχηµατισµός Laplace- Σειρές Fourier. Nικόλαος Aτρέας

Προφανώς, μια συνάρτηση μπορεί να μην είναι ούτε άρτια ούτε περιττή. Όμως, μπορεί να γραφεί σαν άθροισμα μιας άρτιας fe

ΕΛΛΗΝΙΚΟ ΑΝΟΙΚΤΟ ΠΑΝΕΠΙΣΤΗΜΙΟ. Συνοπτικές Ενδεικτικές Λύσεις

Αριστοτέλειο Πανεπιστήμιο Θεσσαλονίκης. Λογισμός 3 Ασκήσεις. Μιχάλης Μαριάς Τμήμα Α.Π.Θ.

Κβαντομηχανική Ι 6o Σετ Ασκήσεων. Άσκηση 1

5 ΑΝΑΛΥΤΙΚΗ ΓΕΩΜΕΤΡΙΑ

ΑΠΑΝΤΗΣΕΙΣ. z x y 2xyi. Re z x y. Θα δείξουμε ότι για τους μιγαδικούς αριθμούς z για τους οποίους ισχύει ότι. z z zz. zz zz z z 1 0 z z 1 (1)

ΛΥΣΕΙΣ 6 ης ΕΡΓΑΣΙΑΣ - ΠΛΗ 12,

7. ΑΝΩΜΑΛΑ ΣΗΜΕΙΑ, ΠΟΛΟΙ ΚΑΙ ΤΟ ΘΕΩΡΗΜΑ ΤΩΝ ΟΛΟΚΛΗΡΩΤΙΚΩΝ ΥΠΟΛΟΙΠΩΝ. και σε κάθε γειτονιά του z

Διάλεξη 2: Κεντρικά Δυναμικά. Αναζητούμε λύσεις της χρονοανεξάρτητης εξίσωσης Schrödinger για κεντρικά δυναμικά

Κεφάλαιο 1. Κβαντική Μηχανική ΙΙ - Περιλήψεις, Α. Λαχανάς

Αόριστο ολοκλήρωμα. επαληθεύει την παραπάνω ισότητα.

ΕΛΛΗΝΙΚΟ ΑΝΟΙΚΤΟ ΠΑΝΕΠΙΣΤΗΜΙΟ ΠΡΟΓΡΑΜΜΑ ΣΠΟΥΔΩΝ «ΠΛΗΡΟΦΟΡΙΚΗ» ΜΑΘΗΜΑΤΙΚΑ Ι (ΘΕ ΠΛΗ 12) ΕΠΑΝΑΛΗΠΤΙΚΗ ΤΕΛΙΚΗ ΕΞΕΤΑΣΗ 5 Ιουλίου 2009

ΘΕΩΡΙΑ ΣΗΜΑΤΩΝ & ΣΥΣΤΗΜΑΤΩΝ. Μετασχηµατισµός-Z. Εµµανουήλ Ζ. Ψαράκης Πολυτεχνική Σχολή Τµήµα Μηχανικών Η/Υ & Πληροφορικής

ΘΕΩΡΙΑ: Έστω η οµογενής γραµµική διαφορική εξίσωση τάξης , (1)

ΠΡΟΓΡΑΜΜΑ ΣΠΟΥ ΩΝ ΠΛΗΡΟΦΟΡΙΚΗΣ ΜΑΘΗΜΑΤΙΚΑ Ι ΕΡΓΑΣΙΑ 6 ΛΥΣΕΙΣ

v y = 12x 2 y + 4y v(x, y) = 6x 2 y 2 + y 4 + y + c(x). f(z) = u(z, 0) + iv(z, 0) = z + i(z 4 + c), f(z) = iz 4 + z i.

ΠΕΡΙΕΧΟΜΕΝΑ ΠΡΟΛΟΓΟΣ... 1

Τεχνολογικό Εκπαιδευτικό Ίδρυμα Σερρών Τμήμα Πληροφορικής & Επικοινωνιών Σήματα και Συστήματα

Σήματα και Συστήματα. Διάλεξη 6: Ανάλυση Σημάτων σε Ανάπτυγμα Σειράς Fourier. Δρ. Μιχάλης Παρασκευάς Επίκουρος Καθηγητής

Η f(x) y είναι συνεχής στο [0, 2α], σαν διαφορά των συνεχών f(x) και y = 8αx 8α 2

ΔΙΔΑΚΤΕΑ ΥΛΗ ΚΑΙ ΣΥΝΟΠΤΙΚΕΣ

ΠΑΝΕΠΙΣΤΗΜΙΟ ΙΩΑΝΝΙΝΩΝ ΑΝΟΙΚΤΑ ΑΚΑΔΗΜΑΪΚΑ ΜΑΘΗΜΑΤΑ. Σύγxρονη Φυσική II. Κεντρικά Δυναμικά Διδάσκων : Επίκ. Καθ. Μ. Μπενής

P m (x)p n (x)dx = 2 2n + 1 δn m. P 1 (x) = x. P 2 (x) = 1 2 (3x2 1) P 3 (x) = 1 2 (5x3 3x) P 4 (x) = 1 8 (35x4 30x 2 + 3)

Εξεταστέα ύλη μαθηματικών Α Λυκείου 2017

Μ Ε: Αναλυτικό Πρόγραµµα- Υλη Μαθήµατος 2017

ΜΑΘΗΜΑΤΙΚΑ ΙΙΙ ΒΑΣΙΚΟΙ ΤΥΠΟΙ ΣΤΗ ΜΙΓΑ ΙΚΗ ΑΝΑΛΥΣΗ. Τύπος de Moivre Έστω ένας µιγαδικός αριθµός: Τότε. Ν-οστή ρίζα µιγαδικού

ΕΛΛΗΝΙΚΟ ΑΝΟΙΚΤΟ ΠΑΝΕΠΙΣΤΗΜΙΟ

sup(a + B) = sup A + sup B inf(a + B) = inf A + inf B.

1ο Κεφάλαιο: Συστήματα

ΕΛΛΗΝΙΚΟ ΑΝΟΙΚΤΟ ΠΑΝΕΠΙΣΤΗΜΙΟ

fysikoblog.blogspot.com

Κεφάλαιο 5. Το Συμπτωτικό Πολυώνυμο

Ο ΜΕΤΑΣΧΗΜΑΤΙΣΜΟΣ LAPLACE

ΕΛΛΗΝΙΚΟ ΑΝΟΙΚΤΟ ΠΑΝΕΠΙΣΤΗΜΙΟ

Ψηφιακή Επεξεργασία Σημάτων

Προηγµένες Υπηρεσίες Τηλεκπαίδευσης στο Τ.Ε.Ι. Σερρών

Σύνδεση µε τα προηγούµενα

Εισαγωγή στις Τηλεπικοινωνίες. Δομή της παρουσίασης

Μαθηµατικό Παράρτηµα 2 Εξισώσεις Διαφορών

ΜΔΕ: Αναλυτικό πρόγραμμα - Ύλη Μαθήματος 2018

5. Σειρές Taylor και Laurent. Ολοκληρωτικά υπόλοιπα και εφαρµογές.

Αριθμητική Ανάλυση και Εφαρμογές

Διδακτέα-εξεταστέα ύλη μαθηματικών Ημερησίου και Εσπερινού ΓΕ.Λ. Ο Δ Η Γ Ο Σ ΔΙΔΑΚΤΕΑΣ-ΕΞΕΤΑΣΤΕΑΣ ΥΛΗΣ ΗΜΕΡΗΣΙΩΝ ΚΑΙ ΕΣΠΕΡΙΝΩΝ ΓΕΝΙΚΩΝ ΛΥΚΕΙΩΝ

Σήματα και Συστήματα. Διάλεξη 11: Μετασχηματισμός Laplace. Δρ. Μιχάλης Παρασκευάς Επίκουρος Καθηγητής

Υπολογισµός τριπλών ολοκληρωµάτων µε διαδοχική ολοκλήρωση

6. Αρµονικές συναρτήσεις και συνοριακά προβλήµατα (Dirichlet).

ΘΕΩΡΙΑ ΑΡΙΘΜΩΝ Λυσεις Ασκησεων - Φυλλαδιο 1

Κβαντική Φυσική Ι. Ενότητα 29: Το άτομο του υδρογόνου. Ανδρέας Τερζής Σχολή Θετικών Επιστημών Τμήμα Φυσικής

f(z) 1 + z a lim f (n) (0) n! = 1

Περιεχόµενα. 1 Ολοκληρώµατα ιπλό Ολοκλήρωµα... 1

Μιγαδική ανάλυση Μέρος Α Πρόχειρες σημειώσεις 1. Μιγαδικοί αριθμοί. ΤΕΤΥ Εφαρμοσμένα Μαθηματικά Μιγαδική Ανάλυση Α 1

Προηγούµενα είδαµε...

7 ΚΕΦΑΛΑΙΟ ΜΕΤΑΣΧΗΜΑΤΙΣΜΟΣ z

ΕΛΛΗΝΙΚΗ ΗΜΟΚΡΑΤΙΑ ΕΛΛΗΝΙΚΟ ΑΝΟΙKΤΟ ΠΑΝΕΠΙΣΤΗΜΙΟ

13 ΙΑΝΥΣΜΑΤΙΚΗ ΑΝΑΛΥΣΗ

Άλγεβρα Α ΕΠΑΛ Εξεταστέα ύλη Από το βιβλίο «Άλγεβρα και Στοιχεία Πιθανοτήτων Α Γενικού Λυκείου» Εισαγωγικό κεφάλαιο E.2. Σύνολα Κεφ.

Μιγαδικός λογισμός και ολοκληρωτικοί Μετασχηματισμοί

4.5.6 ΡΗΤΑ ΠΟΛΥΩΝΥΜΙΚΑ ΤΜΗΜΑΤΑ Η ΑΠΕΙΚΟΝΙΣΗ ΣΗΜΕΙΟΥ ΜΕ ΒΑΡΟΣ ΤΟ ΚΥΚΛΙΚΟ ΤΜΗΜΑ

Αν µια µάζα m, υπό την. επίδραση µιας δύναµης F = Fx i + Fy j + Fz k, κινείται από ένα σηµείο P, σε ένα. και επειδή

Λύσεις Εξετάσεων Φεβρουαρίου Ακ. Έτους

ΠΡΟΓΡΑΜΜΑ ΣΠΟΥΔΩΝ ΣΤΗΝ ΠΛΗΡΟΦΟΡΙΚΗ ΜΑΘΗΜΑΤΙΚΑ Ι (ΘΕ ΠΛΗ 12) ΕΡΓΑΣΙΑ 3 η Ημερομηνία Αποστολής στον Φοιτητή: 12 Ιανουαρίου 2009

Διαφορικές Εξισώσεις.

ΜΑΘΗΜΑΤΙΚΑ ΠΡΟΣΑΝΑΤΟΛΙΣΜΟΥ ΘΕΤΙΚΩΝ ΣΠΟΥΔΩΝ - ΟΙΚΟΝΟΜΙΑΣ & ΠΛΗΡΟΦΟΡΙΚΗΣ Γ ΛΥΚΕΙΟΥ ΘΕΩΡΙΑ & ΑΠΟΔΕΙΞΕΙΣ

ΕΡΩΤΗΣΕΙΣ ΘΕΩΡΙΑΣ ΜΑΘΗΜΑΤΙΚΑ Γ ΓΥΜΝΑΣΙΟΥ

Μερικές Διαφορικές Εξισώσεις

(i) f(x, y) = xy + iy (iii) f(x, y) = e y e ix. f(z) = U(r, θ) + iv (r, θ) ; z = re iθ

Εξεταστέα ύλη Άλγεβρας Α Λυκείου Σχολικό έτος Εξεταστέα ύλη Γεωμετρίας Α Λυκείου Σχολικό έτος

κι επιβάλλοντας τις συνοριακές συνθήκες παίρνουμε ότι θα πρέπει

ΘΕΩΡΙΑ Β ΓΥΜΝΑΣΙΟΥ. Μια παράσταση που περιέχει πράξεις με μεταβλητές (γράμματα) και αριθμούς καλείται αλγεβρική, όπως για παράδειγμα η : 2x+3y-8

Απαντήσεις Διαγωνισµού Μηχανικής ΙΙ Ιουνίου Ερώτηµα 2

ΙΑΦΟΡΙΚΕΣ ΕΞΙΣΩΣΕΙΣ ΙΑΝΟΥΑΡΙΟΣ 2012 ΘΕΜΑΤΑ Α

Περιεχόμενα. Κεφάλαιο 1 ΣΥΣΤΗΜΑΤΑ ΣΥΝΤΕΤΑΓΜΕΝΩΝ ΣΕ ΜΙΑ ΕΥΘΕΙΑ Οι συντεταγμένες ενός σημείου Απόλυτη τιμή...14

Μέϑοδοι Εφαρμοσμένων Μαϑηματιϰών (ΜΕΜ 274) Φυλλάδιο 8

ΜΙΓΑ ΙΚΟΣ ΛΟΓΙΣΜΟΣ ΚΑΙ ΟΛΟΚΛ. ΜΕΤΑΣΧΗΜΑΤΙΣΜΟΙ ΓΡΑΠΤΕΣ ΕΞΕΤΑΣΕΙΣ ΙΑΝΟΥΑΡΙΟΥ 2010 ΛΥΣΕΙΣ ΤΩΝ ΘΕΜΑΤΩΝ. =. Οι πρώτες µερικές u x y

ΚΕΦΑΛΑΙΟ 5 ΓΕΝΝΗΤΡΙΕΣ ΣΥΝΑΡΤΗΣΕΙΣ

ΔΙΔΑΚΤΕΑ ΕΞΕΤΑΣΤΕΑ ΥΛΗ: 1. ΑΛΓΕΒΡΑΣ ΚΑΙ ΓΕΩΜΕΤΡΙΑΣ Β ΤΑΞΗΣ ΗΜΕΡΗΣΙΟΥ ΓΕΝΙΚΟΥ ΛΥΚΕΙΟΥ ΚΑΙ Γ ΤΑΞΗΣ ΕΣΠΕΡΙΝΟΥ ΓΕΝΙΚΟΥ ΛΥΚΕΙΟΥ 2

~ 1 ~ ΜΙΓΑΔΙΚΟΣ ΛΟΓΙΣΜΟΣ & ΟΛΟΚΛΗΡΩΤΙΚΟΙ ΜΕΤΑΣΧΗΜΑΤΙΣΜΟΙ ΕΞΕΤΑΣΤΙΚΗ ΠΕΡΙΟΔΟΣ ΙΑΝΟΥΑΡΙΟΥ 2013 ΛΥΣΕΙΣ ΤΩΝ ΘΕΜΑΤΩΝ

Γ. Ν. Π Α Π Α Δ Α Κ Η Σ Μ Α Θ Η Μ Α Τ Ι Κ Ο Σ ( M S C ) ΕΛΛΗΝΙΚΟ ΑΝΟΙΚΤΟ ΠΑΝΕΠΙΣΤΗΜΙΟ ΛΥΜΕΝΕΣ ΑΣΚΗΣΕΙΣ. ΠΡΟΓΡΑΜΜΑ: Σπουδές στις Φυσικές Επιστήμες

ΕΛΛΗΝΙΚΟ ΑΝΟΙΚΤΟ ΠΑΝΕΠΙΣΤΗΜΙΟ

H = H 0 + V (0) n + Ψ (1) n + E (2) (3) >... Σε πρώτη προσέγγιση µπορούµε να δεχτούµε ότι. n και E n E n

3 + O. 1 + r r 0. 0r 3 cos 2 θ 1. r r0 M 0 R 4

6 ΠΑΡΑΓΩΓΟΙ. 6.1 Ορισµοί. Συναρτήσεις

ΜΑΣ002: Μαθηματικά ΙΙ ΑΣΚΗΣΕΙΣ (για εξάσκηση)

[1] είναι ταυτοτικά ίση με το μηδέν. Στην περίπτωση που το στήριγμα μιας συνάρτησης ελέγχου φ ( x)

Τα διανύσματα xy, R είναι κάθετα αν και μόνο αν x y 0. Για το εσωτερικό γινόμενο των διανυσμάτων. Το ορθογώνιο συμπλήρωμα ενός υπόχωρου

Μέϑοδοι Εφαρμοσμένων Μαϑηματιϰών (ΜΕΜ 274) Λύσεις Θεμάτων Εξέτασης Ιούνη 2019

Αριθµητική Ολοκλήρωση

ΑΛΓΕΒΡΑ Α ΛΥΚΕΙΟΥ ΑΠΟΣΤΟΛΟΥ ΓΙΩΡΓΟΣ ΜΑΘΗΜΑΤΙΚΟΣ

ΔΙΔΑΚΤΕΑ ΥΛΗ ΚΑΙ ΣΥΝΟΠΤΙΚΕΣ

Transcript:

SECTION 7 ΣΥΝΑΡΤΗΣΕΙΣ LEGENDRE 7. Ορισµοί Οι συναρτήσεις που ικανοποιούν τη διαφορική εξίσωση Legere ( )y'' y' + ( + )y καλούνται συναρτήσεις Legere τάξης. Η γενική λύση της διαφορικής εξίσωσης του Legere είναι y c U () + c V () όπου U ( ) ( + ) ( )( + )( + ) 4 +! 4! V ( ) ( )( + )! ( )( )( + )( + 4) + 5! 5 και c, c αυθαίρετες σταθερές. Οι σειρές αυτές συγκλίνουν για < <. Στα παρακάτω περιοριζόµαστε σε µη αρνητικό ακέραιο. Με,,,, µια από αυτές τις σειρές περατούται και δίνει ένα πολυώνυµο Legere U/ U,,, 4, P V/ V,,, 5, U () ( / )! ( )/ V ()!!,,, 4,!, 5,,, Η άλλη σειρά έχει άπειρους όρους και πολλαπλασιασµένη επί µια κατάλληλη σταθερή δίνει τη συνάρτηση Legere δεύτερου είδους και τάξης U() V,,, 4 Q V() U,,, 5,

SECTION 7. Πολυώνυµα Legere Τα πολυώνυµα Legere δίνονται από τον τύπο του Rorigues P ( )! P () P ().5 P () P ()!( ) P ()!(5 ).5.5.5 P 4 () '(5 4 + ) P 5 () '(6 5 7 + 5) Σχ. 7-4 5 P 6 () 6 (6 5 4 + 5 5) P 7 () 6 (497 69 5 + 5 5) P () (645 6 + 69 4 6 + 5) Με cosθ παίρνουµε P (cosθ) P (cosθ) cosθ P (cosθ) #( + cosθ) P (cosθ) '(cosθ + 5cosθ) P 4 (cosθ) (9 + cosθ + 5cos4θ) 64 P 5 (cosθ) P 6 (cosθ) P 7 (cosθ) P (cosθ) (cosθ + 5cosθ + 6cos5θ) (5 + 5cosθ + 6cos4θ + cos6θ) 5 (75cosθ + 9cosθ + cos5θ + 49cos7θ) 4 (5 + 5cosθ + 77cos4θ + 4cos6θ + 645cosθ) 64

SECTION Γεννήτρια συνάρτηση t + t P t t < Αναδροµικές σχέσεις ( + )P + () ( + )P () + P () P' + () P '() ( + )P () P' () P' () P () P' + () P' () (+)P () ( )P '() P () P () Ορθογωνιότητα, P ( ) P ( ) + Επειδή τα P () και P () ικανοποιούν την προηγούµενη σχέση για, καλούνται ορθογώνια στο. Αναπτύγµατα σε σειρά πολυωνύµων Legere Τα πολυώνυµα Legere συνιστούν πλήρη οµάδα συναρτήσεων, δηλαδή κάθε τµηµατικά λεία συνάρτηση f () στο διάστηµα < < µπορεί να αναπτυχθεί σε σειρά πολυωνύµων Legere στη µορφή f () A P () + A P () + A P () + A k k + f P k Στα σηµεία ασυνέχειας η σειρά δίνει το άθροισµα! [ f ( + ) + f ( )]. Ιδιότητες P () P ( ) ( ) P ( ) ( ) P (), περιττός P / 5 ( ) ( ), άρτιος 4 6

4 SECTION p P ( + cos f) f p P+ P P + P () στο ( z ) P z + i C ( z ) + p [ολοκλήρωµα του Schläfli] όπου C είναι µια απλή κλειστή καµπύλη στο µιγαδικό επίπεδο z και ένα εσωτερικό σηµείο. P F, + ; ;! F, ; ; (!) όπου F η υπεργεωµετρική συνάρτηση. Η σχέση αυτή ισχύει γενικά και για µη ακέραιο, οπότε δίνει τη συνάρτηση Legere πρώτου είδους. Στην περίπτωση αυτή η P () έχει ανώµαλα σηµεία στα και. Η εξίσωση P () έχει ακριβώς πραγµατικές ρίζες, όλες στο διάστηµα (, ). 7. Συναρτήσεις Legere εύτερου Είδους Οι συναρτήσεις Legere δεύτερου είδους Q () ορίζονται ως οι λύσεις της διαφορικής εξίσωσης του Legere που αποκλίνουν στα άκρα του διαστήµατος < < και ικανοποιούν τη συνθήκη συµµετρίας Q ( ) ( ) + Q () Η απόκλιση είναι λογαριθµική, όπως φαίνεται και από τις πρώτες συναρτήσεις που είναι Q l Q l + + Q l + 4.5.5 Q ().5.5.5 Σχ. 7-.5 4 5

SECTION 5 Q 5 l + 4 + 5 Q 4 5 + l + 6 + 5 4 Q 5 6 7 + 5 l + 6 Γενικά είναι 6 55 4 + 49 5 4 Q P P l + P 5 ( ) G( + ) G Q F +, + ; + ; + G ( + ) 5 9 P 5 5( ) όπου F η υπεργεωµετρική συνάρτηση. Η σχέση αυτή ισχύει γενικά και για µη ακέραιο, οπότε η Q () έχει ανώµαλα σηµεία στα ± και. Οι συναρτήσεις Q () ικανοποιούν τις ίδιες αναδροµικές σχέσεις µε τα πολυώνυµα Legere (Ενότητα 7.). Η γενική λύση της διαφορικής εξίσωσης του Legere µπορεί να γραφεί y AP () + BQ () Η ορίζουσα του Wroski είναι W{P (), Q ()} ( ) 7.4 Προσαρτηµένες Συναρτήσεις Legere Οι συναρτήσεις που ικανοποιούν την προσαρτηµένη διαφορική εξίσωση του Legere ( ) y y + ( + ) y καλούνται προσαρτηµένες συναρτήσεις Legere. Στα επόµενα περιοριζόµαστε στην περίπτωση όπου τα, είναι ακέραιοι αριθµοί µε, και < <.

6 SECTION Η γενική λύση της προσαρτηµένης διαφορικής εξίσωσης του Legere είναι y c P () + c Q () όπου P () και Q () είναι οι προσαρτηµένες συναρτήσεις Legere πρώτου και δεύτερου είδους αντίστοιχα. Προσαρτηµένες συναρτήσεις Legere πρώτου είδους Οι προσαρτηµένες συναρτήσεις Legere πρώτου είδους ορίζονται από τα πολυώνυµα Legere µε τη σχέση / P P ( ) ( )! / + + ( ) όπου P () είναι τα πολυώνυµα Legere. Ας σηµειωθεί ότι το δεξιό µέλος της προηγούµενης σχέσης έχει νόηµα και για αρνητικό µε. Γενικά είναι P ( ) ( )! P ( + )! Επίσης ορίζουµε P () για < ή >. Για τις τιµές των P () έχουµε P ( ) ( ) + P () και P (±) για Οι πρώτες συναρτήσεις είναι P () P () για κάθε P () ( ) / siθ P () ( ) / siθ P () ( ) ( cosθ) P () (5 )( ) / (siθ + 5siθ) P () 5( ) 5 4 P () 5( ) / 5 4 (cosθ cosθ) (siθ siθ) 4 P 4 () 5 (7 )( ) / 5 6 (siθ + 7cos4θ)

SECTION 7 P 4 () 5 (7 )( ) 5 6 ( + 4cosθ cos4θ) P 4 () 5( ) / 5 P 4 4 () 5( ) 5 Γεννήτρια συνάρτηση /!( ) t!( t+ t ) (siθ si4θ) ( 4cosθ + cos4θ) P + / t Αναδροµικές σχέσεις ( + )P + () (+)P () + ( + )P () ( ) / P + () ( + )P + () + ( )( + +)P () ( )P '() ( + )P () + ( +)P + () (' /) Ορθογωνιότητα Οι συναρτήσεις P () και P l () είναι ορθογώνιες µε συνάρτηση βάρους : ( )! P Pl + + ( )! Οι συναρτήσεις P k () και P () είναι ορθογώνιες µε συνάρτηση βάρους ( ) : k ( )! P P + ( )! Αναπτύγµατα σε σειρά f () A P () + A + P + () + A + P + () + k l A k k k + ( )! ( k )! + f P k Σχέση µε υπεργεωµετρικές συναρτήσεις P ( + )! F, + + ; + ; ( )!!

SECTION Προσαρτηµένες συναρτήσεις Legere δεύτερου είδους Οι προσαρτηµένες συναρτήσεις Legere δεύτερου είδους ορίζονται από τις συναρτήσεις Legere δεύτερου είδους µε τη σχέση / Q Q ( ) Οι συναρτήσεις αυτές απειρίζονται για ±, ενώ οι P () είναι πεπερασµένες για ±. Οι συναρτήσεις Q () ικανοποιούν τις ίδιες αναδροµικές σχέσεις µε τις P (). 7.4 Σφαιρικές Αρµονικές ιάφορα προβλήµατα φυσικής σε τρισδιάστατο Ευκλείδειο χώρο καταλήγουν στο µαθηµατικό πρόβληµα επίλυσης µιας διαφορικής εξίσωσης µε µερικές παραγώγους, όπως είναι η εξίσωση του Laplace, η εξίσωση του Helholtz και η εξίσωση του Schröiger. Ακολουθώντας τη µέθοδο χωρισµού των µεταβλητών σε σφαιρικές συντεταγµένες r, θ, φ, αν δεχθούµε ότι η λύση γράφεται ως άθροισµα συναρτήσεων της µορφής R(r)(θ, φ), προκύπτει για την (θ, φ) η διαφορική εξίσωση + siu + ( + ) siu u u si u f Περαιτέρω χωρισµός των µεταβλητών µε την αντικατάσταση (θ, φ) Θ(θ)Φ(φ) δίνει για την Φ(φ) τη Σ Ε F + F f µε λύσεις Φ e ±iφ. Για την Θ(θ) παίρνουµε µια Σ Ε η οποία µε την αντικατάσταση cosθ, P() Θ(θ) καταλήγει στη διαφορική εξίσωση των προσαρτηµένων πολυωνύµων Legere (Ενότητα??). Οι συνοριακές και άλλες φυσικές συνθήκες επιβάλουν να είναι ακέραιοι οι και και επιπλέον,. Συνεπώς, η εξάρτηση της γενικής λύσης από τις γωνίες θ και φ εκφράζεται µε τις συναρτήσεις ( uf, ) ( ) + ( )! P e (cos u) ( + )! if που καλούνται σφαιρικές αρµονικές. Ο σταθερός συντελεστής έχει επιλεγεί έτσι ώστε να είναι (ο αστερίσκος σηµαίνει το συζυγή µιγαδικό)

SECTION 9 p p * ( u, f) ( u, f)siuuf f u Η συνθήκη αυτή καθιστά το σύνολο σφαιρικών αρµονικών ένα ορθογώνιο και µοναδιαίο σύνολο συναρτήσεων. Οι πρώτες σφαιρικές αρµονικές (θ, φ) είναι cos u e i siu f p 5 cos u 5 e i si ucosu f 5 96p u e i f si 7 5 cos u cos u e i f si u( 5cos u ) 4 5 u u f 5 si u 4 p 4 Για < οι σφαιρικές αρµονικές προκύπτουν από τη σχέση e i si cos e i f ( u, f) ( ) *( u, f) Το θεώρηµα πρόσθεσης σφαιρικών αρµονικών Σε σφαιρικές συντεταγµένες (r, θ, φ) ένα ζεύγος τιµών των θ και φ ορίζει µία κατεύθυνση στο χώρο. ύο ζεύγη τιµών (θ, φ ) και (θ, φ ) ορίζουν δύο κατευθύνσεις και µία µεταξύ τους γωνία γ, η οποία δίνεται από τη σχέση cosγ cosθ cosθ + siθ siθ cos(φ φ ) Γενικότερα, το θεώρηµα πρόσθεσης σφαιρικών αρµονικών εκφράζεται µε τη σχέση P(cos g) ( u, f) * ( u, f ) +

SECTION Ανάπτυγµα συναρτήσεων Κάθε συνάρτηση f (θ, φ), ορισµένη στην επιφάνεια µιας σφαίρας και αρκετά παραγωγίσιµη και συνεχής, µπορεί να αναπτυχθεί σε σειρά σφαιρικών αρµονικών σύµφωνα µε τον τύπο όπου (Ω siθθφ)??? f( u, f) A ( u, f) A f ( u, f ) * ( u, f ) V