Fis-Mat

 

A Equação de Bessel

bessel01.GIF (603 bytes)

5. Fórmulas de recorrência das funções de Bessel

 

 

//////As fórmulas de recorrência das funções de Bessel são relações entre funções de Bessel de ordens diferentes. São extremamente úteis, possibilitando, por exemplo, que se expresse uma dada função JNi2.GIF (55 bytes) em termos de funções de Bessel de ordem mais baixa [8]; prestam-se também à redução de certas integrais que ocorrem na normalização das funções de Bessel [9].

//////A título de clareza, e com a finalidade de destacá-las, iremos numerá-las em algarismos romanos, conservando a numeração seqüencial em algarismos arábicos para as demais equações. Nas demonstrações referentes às equações (I) e (II) serão feitas algumas restrições com respeito a ni.GIF (55 bytes). Apesar destas restrições, demonstra-se que (I) e (II) são válidas qualquer.GIF (62 bytes) ni.GIF (55 bytes) pertence.GIF (62 bytes) Reais.GIF (78 bytes). Chegaremos a essa generalização por outro método traco.GIF (48 bytes) a partir da função geratriz traco.GIF (48 bytes) a ser visto no próximo item.

I) Se ni.GIF (55 bytes) npertence.GIF (74 bytes) nat.GIF (72 bytes):

bessel_Ia.GIF (3519 bytes)

Portanto:

bessel_I.GIF (552 bytes)

(I)

II) Se -ni.GIF (55 bytes) npertence.GIF (74 bytes) Z+:

Bessel_IIa.GIF (4319 bytes)

Portanto:

bessel_II.GIF (599 bytes)

(II)

III) Desenvolvendo o primeiro membro de (I), temos:

xNi3.GIF (58 bytes)J'Ni2.GIF (55 bytes)(x) + ni.GIF (55 bytes)xNi3.GIF (58 bytes)-1JNi2.GIF (55 bytes)(x) = xNi3.GIF (58 bytes)JNi2.GIF (55 bytes)-1(x).

Podemos dividir todos os termos por xNi3.GIF (58 bytes) -1, tendo em vista que, de (1), x dif.GIF (56 bytes) 0. Portanto:

Bessel_III.GIF (514 bytes)

(III)

IV) De maneira análoga, desenvolvendo o primeiro membro de (II) e a seguir dividindo todos os termos da equação resultante por x-Ni3.GIF (58 bytes)-1:

x-Ni3.GIF (58 bytes) J'Ni2.GIF (55 bytes)(x) + ni.GIF (55 bytes)x-Ni3.GIF (58 bytes)-1JNi2.GIF (55 bytes)(x) = - x-Ni3.GIF (58 bytes) JNi2.GIF (55 bytes)+1(x)

bessel_IV.GIF (540 bytes)

(IV)

V) Somando membro a membro (III) e (IV):

bessel_V.GIF (500 bytes)

(V)

VI) Subtraindo membro a membro (IV) de (III):

bessel_VI.GIF (537 bytes)

(VI)

 

Notas e Referências:

8. CHURCHILL, R.V., BROWN, J.W, (1987), Fourier Seriees and Boundary Value Problems, McGraw-Hill Book Company, New York. Voltar

9. PINSKY (1991), op. cit.    Voltar