什么是计算贝塞尔函数零点的有效方法?

计算科学 特殊功能 寻根
2021-12-17 20:49:10

一种方法是以固定间隔在所有点进行评估的蛮力方法,当它接近零写入值时,这可以与自适应步长相结合。另一种方法是用一定阶的多项式对其进行近似,并使用 Newton-Raphson 或二等分等常用方法来找到它的根,另一种方法是用插值多项式来近似它并找到它的根。

上述方法都不是有效的。如何更有效地找到贝塞尔函数(第一种特定顺序)的零点?还有其他方法吗?

2个回答

这是数值方法研究中的一个经典问题:评估特殊函数的零点。多年的研究已经进入设计有效的方法。与此相关的任何事情的典型起点是 Abramowicz 和 Stegun 的经典著作。

这本书的扫描版很容易在互联网上找到(我不确定这些是否是合法副本,所以我不会链接到它们)。贝塞尔函数部分有 80 页 :-)

Abramowicz 和 Stegun 于 1964 年首次问世,此后已经做了很多工作。NIST 以“数学函数数字图书馆”的形式将这些材料中的大部分放在网上,可在此处找到:https ://dlmf.nist.gov/ 。贝塞尔函数(第 10 章)的材料可能比原始印刷版的 80 页还要多。

您可能对“关于满足二阶常微分方程的特殊函数的根的数值计算”感兴趣,Bremer,https://epubs.siam.org/doi/abs/10.1137/16M1057139