将积分表示为特殊函数

计算科学 特殊功能 积分方程
2021-12-25 00:45:52

在我的研究中,我遇到了以下积分

f=02πdθexp{32(h1cos2θ+h2sin2θ+2h12sinθcosθ)}
其中是有序统一的常数,但可以是正数或负数。h1h2h12

最终,我将不得不多次对这个积分进行数值评估。因此,如果它可以用特殊函数来编写(例如,如果,它可以用贝塞尔函数来编写),那将是非常有趣的。h2=h12=0

但是,我无法弄清楚如何。

有什么建议?

更一般地说,您对如何以数字方式有效地实现它有任何提示吗?

非常感谢您提前。最好的祝福,

加布里埃尔

2个回答

使用半角公式,您可以将指数转换为 的 形式,然后很好地集成到贝塞尔函数中。Mathematica 给出

a+bcos2θ+csin2θ
02πea+bcos2θ+csin2θdθ=eaπI0(b2+c2)

注意到可以写成第二步是意识到对于一些这对您有帮助,因为积分超过,因此您可以将整个积分间隔移动并希望得到具有更好结构指数的东西。h1cos2θ+h2sin2θ+2h12sinθcosθ(h1cos(θ)+asinθ)(cos(θ)+bsinθ))h1cos(θ)+asinθ=cos(θψ)ψθ=02πψ