Формулы для вычисления интегралов типа Эйлера и их приложение к задаче построения конформного отображения многоугольников
- Авторы: Безродных С.И.1
-
Учреждения:
- ФИЦ ИУ РАН
- Выпуск: Том 63, № 11 (2023)
- Страницы: 1763-1798
- Раздел: ОБЩИЕ ЧИСЛЕННЫЕ МЕТОДЫ
- URL: https://rjonco.com/0044-4669/article/view/664940
- DOI: https://doi.org/10.31857/S004446692311008X
- EDN: https://elibrary.ru/ADXMUH
- ID: 664940
Цитировать
Аннотация
Рассматриваются интегралы типа Эйлера и тесно связанная с ними функция Лауричеллы \(F_{D}^{{(N)}}\), являющаяся гипергеометрической функцией многих комплексных переменных \({{z}_{1}}, \ldots ,{{z}_{N}}\). Для функции \(F_{D}^{{(N)}}\) найдены новые формулы аналитического продолжения, позволяющие представить ее в виде гипергеометрических рядов Горна, экспоненциально сходящихся в соответствующих подобластях \({{\mathbb{C}}^{N}}\), в том числе вблизи гиперплоскостей, имеющих вид \(\{ {{z}_{j}} = {{z}_{l}}\} \), \(j,l = \overline {1,N} \), \(j \ne l\). Совокупность найденных в работе формул продолжения и тождеств для \(F_{D}^{{(N)}}\) дает эффективный аппарат для вычисления этой функции и выражаемых через нее интегралов типа Эйлера во всем комплексном пространстве \({{\mathbb{C}}^{N}}\), включая сложные случаи, когда переменные образуют одну или несколько групп очень близких величин. Представлено приложение полученных результатов к решению проблемы параметров интеграла Кристоффеля–Шварца в ситуации “кроудинга” и построению конформных отображений многоугольников. Библ. 45. Фиг. 3.
Об авторах
С. И. Безродных
ФИЦ ИУ РАН
Автор, ответственный за переписку.
Email: sbezrodnykh@mail.ru
Россия, 119333, Москва, ул. Вавилова, 44, корп. 2
Список литературы
- Кратцер А., Франц В. Трансцендентные функции. М.: Изд-во иностр. лит., 1963.
- Exton H. Multiple hypergeometric functions and application. New York: John Willey & Sons, Inc, 1976.
- Бейтмен Г., Эрдейи А. Высшие трансцендентные функции. Гипергеометрическая функция. Функции Лежандра. М.: Наука, 1973.
- Kraniotis G.V. Periapsis and gravitomagnetic precessions of stellar orbits in Kerr and Kerr–de Sitter black hole spacetimes // Class. Quant. Grav. 2007. V. 24. P. 1775–1808.
- Primoa A., Tancredic L. Maximal cuts and differential equations for Feynman integrals. An application to the three-loop massive banana graph // Nucl. Phys. B. 2017. V. 921. P. 316–356.
- Berge J., Massey R., Baghi Q., Touboul P. Exponential shapelets: basis functions for data analysis of isolated features // Mon. Not. Roy. Astron. Soc. 2019. V. 486. № 1. P. 544–559.
- Brychkov Yu.A., Savischenko N.V. Application of hypergeometric functions of two variables in wireless communication theory // Lobachevskii J. Math. 2019. V. 40. 7. P. 938–953.
- Akerblom N., Flohr M. Explicit formulas for the scalar modes in Seiberg–Witten theory with an application to the Argyres–Douglas point // J. High Energy Phys. 2005. V. 2. № 057. P. 24.
- Looijenga E. Uniformization by Lauricella functions: an overview of the theory of Deligne–Mostow. In “Arithmetic and geometry around hypergeometric functions.” Progress in mathematics. V. 260. Basel–Boston–Berlin: Birkhäuser Verlag AG, 2005.
- Власов В.И., Скороходов С.Л. Аналитическое решение задачи о кавитационном обтекании клина. II // Ж. вычисл. матем. и матем. физ. 2021. Т. 61. № 11. С. 1873–1893.
- Gelfand I.M., Kapranov M.M., Zelevinsky A.V. Generalized Euler integrals and -hypergeometric functions // Adv. Math. 1990. V. 84. P. 255–271.
- Matsumoto K. Relative twisted homology and cohomology groups associated with Lauricella’s , 2019. Ar-Xiv:1804.00366v2.
- Голубев В.В. Лекции по аналитической теории дифференциальных уравнений. М.–Л.: Гостехиздат, 1950.
- Лаврентьев М.А., Шабат Б.В. Методы теории функций комплексного переменного М.: Наука, 1953.
- Коппенфельс В., Штальман Ф. Практика конформных отображений. М.: Изд-во иностр. лит., 1963.
- Trefethen L.N. Numerical computation of the Schwarz – Christoffel transformation // SIAM J. Sci. Stat. Comput. 1980. V. 1. P. 82–102.
- Henrici P. Applied and Computational Complex Analysis. V. 1–3. New York: John Wiley & Sons, 1991.
- Lauricella G. Sulle funzioni ipergeometriche a piu variabili // Rendiconti Circ. Math. Palermo. 1893. V. 7. P. 111–158.
- Iwasaki K., Kimura H., Shimomura Sh., Yoshida M. From Gauss to Painlevé: a modern theory of special functions. Aspects of Mathematics. V. E16. Braunschweig: Friedrich Vieweg & Sohn, 1991.
- Безродных С.И. Гипергеометрическая функция Лауричеллы , задача Римана–Гильберта и некоторые приложения // Успехи матем. наук. 2018. Т. 73. № 6 (444). С. 3–94.
- Безродных С.И. Формулы для вычисления функции Лауричеллы в ситуации кроудинга переменных // Ж. вычисл. матем. и матем. физ. 2023. Т. 62. № 12. С. 2054–2076.
- Гельфанд И.М., Граев М.И., Ретах В.С. Общие гипергеометрические системы уравнений и ряды гипергеометрического типа // Успехи матем. наук. 1992. Т. 47. Вып. 4 (286). С. 3–82.
- Bezrodnykh S.I. Analytic continuation of the Horn hypergeometric series with an arbitrary number of variables // Integral Transform. Spec. Funct. 2020. V. 31. 10. P. 788–803.
- Садыков Т.М., Цих А.К. Гипергеометрические и алгебраические функции многих переменных. М.: Наука, 2014.
- Brychkov Yu.A., Savischenko N.V. On some formulas for the Horn functions
- Ananthanarayan B., Beraay S., Friot S., Marichev O., Pathak T. On the evaluation of the Appell double hypergeometric function, 2021; arXiv:2111.05798v1
- Brychkov Yu.A., Savischenko N.V. On some formulas for the Horn function
- Kalmykov M., Bytev V., Kniehl B., Moch S.-O., Ward B., Yost S. Hypergeometric functions and Feynman diagrams. In: Blümlein J., Schneider C. (eds) Anti-Differentiation and the Calculation of Feynman Amplitudes. Texts & Monographs in Symbolic Computation (A Series of the Research Institute for Symbolic Computation, Johannes Kepler University, Linz, Austria). Springer, Cham, 2021.
- Zemach C. A conformal map formula for difficult cases // J. Comput. Appl. Math. 1986. V. 14. P. 207–215.
- Krikeles B.C., Rubin R.L. On the crowding of parameters associated with Schwarz–Christoffel transformation // Appl. Math. Comut. 1988. V. 28. № 4. P. 297–308.
- Голузин Г., Канторович Л., Крылов В., Мелентьев П., Муратов М., Стенин Н. Конформное отображение односвязных и многосвязных областей. Л.–М.: Наука, 1937.
- Канторович Л.В., Крылов В.И. Приближенные методы высшего анализа. Л.: Физматлит, 1962.
- Gaier D. Konstructive Methoden der konformen Abbildung. Berlin: Springer-Verlag, 1964.
- Безродных С.И., Власов В.И. Задача Римана–Гильберта в сложной области для модели магнитного пересоединения в плазме // Ж. вычисл. матем. и матем. физ. 2002. Т. 42. № 3. С. 277–312.
- Безродных С.И., Власов В.И. Задача Римана–Гильберта в областях сложной формы и ее приложение // Spectr. Evolut. Problem. 2006. Т. 16. С. 51–61.
- Богатырев А.Б. Конформное отображение прямоугольных семиугольников // Матем. сб. 2012. Т. 203. № 12. С. 35–56.
- Накипов Н.Н., Насыров С.Р. Параметрический метод нахождения акцессорных параметров в обобщенных интегралах Кристоффеля–Шварца // Уч. зап. Казанского университета. Сер. Физ.-матем. науки. 2016. Т. 158. № 2. С. 202–220.
- Безродных С.И. Функция Лауричеллы и конформное отображение многоугольников // Матем. заметки. 2022. Т. 112. № 4. С. 500–520.
- Banjai L. Revisiting the Crowding Phenomenon in Schwarz–Christoffel Mapping // SIAM J. Sci. Comput. 2008. V. 30. № 2. P. 618–636.
- Власов В.И., Скороходов С.Л. Конформное отображение -образной области в аналитическом виде // Ж. вычисл. матем. и матем. физ. 2022. Т. 62. № 12. С. 1943–1980.
- Trefethen L.N., Driscoll T.A. Schwarz–Christoffel transformation. Campridge: Cambridge Univer. Press, 2005.
- Driscoll T.A. A MATLAB toolbox for Schwarz–Christoffel mapping // ACM Transact. Math. Soft. 1996. V. 22. P. 168–186.
- Власов В.И. Краевые задачи в областях с криволинейной границей. Докторская дисс. М.: ВЦ АН СССР, 1990.
- Власов В.И. О вариации отображающей функции при деформировании области // Докл. АН СССР. 1984. Т. 275. № 6. С. 1299–1302.
- Бейтмен Г., Эрдейи А. Высшие трансцендентные функции. Эллиптические и автоморфные функции. Функции Ламе и Матье. М.: Наука, 1967.
