Fis-Mat

 

A Equação de Bessel

bessel01.GIF (603 bytes)

3. Funções de Bessel

 

 

//////A função de Bessel de primeira espécie e ordem ni.GIF (55 bytes) é definida por:

bessel12.GIF (654 bytes)

(12)

Segue-se, então, de (10), (11) e (12):

y(x) = C1a o2Ni3.GIF (58 bytes) gamaM.GIF (850 bytes)(ni.GIF (55 bytes) +1)JNi2.GIF (55 bytes)(x) + C2a o2-Ni3.GIF (58 bytes) gamaM.GIF (850 bytes)(-ni.GIF (55 bytes) +1)J-Ni2.GIF (55 bytes)(x);

ou, agrupando-se as constantes:

y(x) = AJNi2.GIF (55 bytes)(x) + BJ-Ni2.GIF (55 bytes)(x),       ni.GIF (55 bytes) dif.GIF (56 bytes) 0,1,2,...

(13)

//////Se ni.GIF (55 bytes)  = 0, temos gamaM.GIF (850 bytes)(ni.GIF (55 bytes) +1) =  gamaM.GIF (850 bytes)(-ni.GIF (55 bytes) +1) =  gamaM.GIF (850 bytes)(1) e, nestas condições, JNi2.GIF (55 bytes)(x) = J-Ni2.GIF (55 bytes)(x) = Jo(x). Conseqüentemente, y1(x) = y2(x) e, portanto, y(x), dado por (13), não é solução geral.

//////Por outro lado, se k pertence.GIF (62 bytes) Z+, temos

bessel13a.GIF (380 bytes)

Nestas condições, y2(x), dado por (11), não existe, e, portanto, não é solução de (1). É interessante notar que, neste caso, J-Ni2.GIF (55 bytes)(x) existe, sendo possível demonstrar que:

ni.GIF (55 bytes) pertence.GIF (62 bytes) Z+     setaD.GIF (62 bytes)    JNi2.GIF (55 bytes)(x) = (-1)Ni3.GIF (58 bytes)J-Ni2.GIF (55 bytes)(x)

ou seja, JNi2.GIF (55 bytes)(x) e J-Ni2.GIF (55 bytes)(x) são linearmente dependentes.

//////Demonstra-se [5] também que, para ni.GIF (55 bytes) inteiro, a solução geral de (1) é dada por

y(x) = AJNi2.GIF (55 bytes)(x) + BNNi2.GIF (55 bytes)(x)

(14)

com

bessel14a.GIF (675 bytes)

NNi2.GIF (55 bytes)(x) é chamado função de Bessel de segunda espécie [6], de ordem ni.GIF (55 bytes), ou função de Newmann [7].

 

Notas e Referências:

5. A demonstração está além do escopo deste artigo. Voltar

6. Existem outras funções de Bessel, não havendo concordância quanto à notação adotada para a função de segunda espécie. Voltar

7. Observação: Se ni.GIF (55 bytes) for metade de um inteiro ímpar, JNi2.GIF (55 bytes)(x) pode ser expresso em termos de senos e cossenos. Voltar