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关于含有 coalescing 转折点的常微分方程解的渐近展开及其对Legendre函数的应用

经典分析与常微分方程 2025-11-04 v5

摘要

研究形如 d2w/dz2={u2f(a,z)+g(z)}wd^{2}w/dz^{2}=\{u^{2}f(a,z)+g(z)\}w 的二阶常微分方程,其中 uu 为实参数,zz 取自有界或无界复数域 ZZ,且 a0aa1<a_{0} \le a \le a_{1} < \infty。函数 f(a,z)f(a,z)g(z)g(z)ZZ 的内部解析,且 f(a,z)f(a,z)a>a0a > a_{0} 时恰好在 ZZ 中具有两个实简单零点,这些零点随 aa 连续变化,最终在 aa0a \to a_{0} 时退化为二重零点。本文给出解的统一渐近展开式,采用抛物柱面函数及其导数,以及慢变系数函数。系数易于计算,同时给出明确的误差界。最后将结果应用于推导当度 ν\nu 与阶 μ\mu 同时较大时,关联Legendre函数的新的渐近展开式。

关键词

引用

@article{arxiv.2504.19405,
  title  = {Asymptotic expansions for solutions of differential equations having coalescing turning points, with an application to Legendre functions},
  author = {T. M. Dunster},
  journal= {arXiv preprint arXiv:2504.19405},
  year   = {2025}
}

备注

Final version for publication in Stud. Appl. Math