RUS  ENG
Полная версия
ЖУРНАЛЫ // Журнал вычислительной математики и математической физики // Архив

Ж. вычисл. матем. и матем. физ., 2017, том 57, номер 6, страницы 907–920 (Mi zvmmf10543)

Вычисление нулей функции альфа-экспонента

С. Л. Скороходов

119991 Москва, ул. Вавилова, 40, ВЦ ФИЦ ИУ РАН

Аннотация: Работа посвящена исследованию функции $\mathcal{F}(\alpha; z)$ комплексного переменного $z$, определяемой разложением
$$ \mathcal{F}(\alpha; z)=\sum_{k=0}^\infty\frac{z^k}{(k!)^\alpha} $$
и являющейся естественным обобщением экспоненты, что и отражено в ее названии. Основное внимание уделено установленению закономерностей расположения ее нулей при $\alpha\in(0, 1)$. Отметим, что функция $\mathcal{F}(\alpha; z)$ возникает в ряде современных задач квантовой механики и оптики. Для значений параметра $\alpha=1/2,~1/3,~\dots$ аппроксимации функции $\mathcal{F}(\alpha; z)$ построены с помощью комбинации вырожденных гипергеометрических функций $_1F_1(a; c; z)$ и их асимптотик при $z\to\infty$. Найденные аппроксимации для $\mathcal{F}(\alpha; z)$ позволяют получить приближения для счетного множества комплексных нулей этой функции в явном виде, которые затем уточняются с помощью высокоточного итерационного метода Ньютона. Выполненное детальное численное исследование выявило сложную структуру траекторий нулей при изменении параметра $\alpha\in(0, 1]$. Вычислены с большой точностью значения первых $30$ комплексных нулей функции для значений $\alpha=1/2$ и $\alpha=1/3$. Библ. 7. Фиг. 2. Табл. 2.

Ключевые слова: функция альфа-экспонента, вырожденная гипергеометрическая функция, асимптотические разложения, комплексные нули, итерационный метод Ньютона.

УДК: 519.65

Поступила в редакцию: 22.06.2016

DOI: 10.7868/S004446691706014X


 Англоязычная версия: Computational Mathematics and Mathematical Physics, 2017, 57:6, 905–918

Реферативные базы данных:


© МИАН, 2024