贝塞尔函数

以下微分方程的解所对应的函数 —

\begin{align} \label{eq:11101a} x^2 \, \frac{d^2y}{dx^2} + x \, \frac{dy}{dx} + (x^2 - p^2) \, y = 0 \end{align}

其中 —

p = 一个复数(贝塞尔函数的阶数)

下图给出了两个常见的贝塞尔函数。注意,\( J_0(x) \) 类似于衰减的余弦,而 \( J_1(x) \) 类似于衰减的正弦。

图 — 贝塞尔函数 — J0(x) 与 J1(x)
图 1. 贝塞尔函数 — J0(x) 与 J1(x)

修正贝塞尔函数

以下微分方程的解所对应的函数 —

\begin{align} \label{eq:11102a} x^2 \, \frac{d^2y}{dx^2} + x \, \frac{dy}{dx} - (x^2 + p^2) \, y = 0 \end{align}

下图给出了两个常见的修正贝塞尔函数。注意,\( I_0(x) \) 类似于双曲余弦,而 \( I_1(x) \) 类似于双曲正弦

图 — 修正贝塞尔函数 — I0(x) 与 I1(x)
图 2. 修正贝塞尔函数 — I0(x) 与 I1(x)

贝塞尔函数和修正贝塞尔函数可描述圆盘弯曲振动与径向振动,以及无限长圆柱体内压力波的轴向振幅(以及许多其他物理现象)。

参考文献:
Abramowitz,第 355 - 434 页。
Kinsler,第 449 - 452 页 — 包含贝塞尔函数 \( J_0(x) \)\( J_1(x) \)\( J_2(x) \) 以及修正贝塞尔函数 \( I_0(x) \)\( I_1(x) \)\( I_2(x) \) 的函数值表
Wikipedia