5.3. Qamma-funksiya
Qamma-funksiyanın əsas yazılış formalarından biri:
.
)
(
1
0
dt
t
e
n
Г
n
t
Bu inteqral parametrdən asılı olan inteqraldır. Tam n parametri üçün
aşağıdakı münasibətlər doğrudur:
)
(
)
1
(
)!
1
(
)
(
;
1
)
2
(
)
1
(
n
nГ
n
Г
n
n
Г
Г
Г
Ümimi halda:
!
2
1
)
1
2
1
(
;
2
2
1
;
2
1
n
n
Г
Г
Г
Ümimi halda n mənfi, müsbət, tam, kəsir və kompleks ədəd şəklində ola
bilər. Lakin Matlabda n yalnız həqiqi müsbət ədəd ola bilər.
Sintaksis:
gamma (n),
n-həqiqi müsbət ədəddir.
Misal 5.4. n=[0, 1, 2, 6, -3, 4.2] vektoru üçün qamma-fuksiyasını
hesablayaq.
107
Göründüyü kimi, n=0 və n=-3 qiymətlərində proqram qamma-funksiyanı
hesablaya bilməyir- qiyməti inf-sonsuzluq alınır.
Qamma-funksiyanın
)!
1
(
)
(
n
n
Г
xassəsəndən istifadə edərək faktorialı
hesablamaq olar.Məsələn, 5! tapmaq tələb olunarsa n=6 götürmək lazımdır.
Natamam qamma-funksiya:
.
)
(
1
)
,
(
1
0
dt
t
e
n
Г
n
x
P
n
x
t
Matlab funksiyası:
gammainc(x,n).
Misal 5.5.
Burada NaN qeyri-müəyyənlik deməkdir.
Mühəndis praktikasında
)
,
(
/
)
,
(
)
,
(
n
х
P
dx
n
х
dP
n
x
Psi
funksiyasından da istifadə
olunur:
psi(x,n).
108
5.4. Betta-funksiya
Betta-funksiya birinci cins Eyler inteqralı da adlanır.Bu funksiya çoxlu
sayda inteqral təqdimatlarına malikdir. Bunlardan əsası aşağıdakı ikiparametrik
inteqral təşkil edir:
.
)
1
(
)
,
(
1
1
0
1
dt
t
t
y
x
B
y
x
Burada x, y- sabit parametrlər, t isə [0;1] intervalında dəyişən inteqrallama
dəyişənidir.
Praktiki hesablamalarda adətən betta-funksiyanı qamma-funksiyanın
vasitəsi ilə hesablayırlar:
.
)
(
)
(
)
(
)
,
(
y
x
Г
y
Г
x
Г
y
x
B
Matlab sistemində bu funksiyanın hesablanmasinın bir-neşə variantı
mövcuddur. O cümlədən:
-beta (x,y)
-betaln(x,y).
Birinci halda x,y>0. İkinci halda betta-funksiyanın natural loqarifmi
hesablanır.
Misal 5.6. Parametrlərin x=2, y=4 qiymətlərində betta-funksiyanın
qiymətini hesablayaq.
5.5. Üstlü inteqral funksiyası
Çoxlu sayda üstlü inteqral funksiyaları mövcuddur. Matlada bunlardan biri
reallaşdırılmışdır:
.
)
(
dt
t
e
x
E
x
t
Burada inteqralın aşağı sərhəddi x ədəd, vektor, matris, həqiqi və ya xəyali
109
ədədlər ola bilər.
Matlabda bu funksiya
expint(x) kimi təqdin olunur. Arqument x
ədəd,vektor, matris, mənfi, müsbət və ya kompleks kəmiyyət ola bilər .
Misal 5.7.
5.6. Lejandr funksiyası
Lejandr funksiyası aşağıdakı şəkildədir:
.
)
(
)
1
(
)
1
(
)
(
2
m
n
m
m
m
m
n
dx
x
P
d
x
x
P
Burada
.
)
1
(
!
2
1
)
(
2
n
n
n
n
dx
x
d
n
x
P
Matlabda bu funksiya
legendre(n,x) əmrinin köməyi ilə hesablanır.
Burada n-256 ədədini aşmayan tam ədəd, n<=256; x-arqumenti -1<x<1
intervalında dəyişən həqiqi ədəddir. x ədəd və ya vektor ola bilər.
legendre(n,x) əmri x-in hər bir qiyməti üçün n+1 ölşülü massiv
formalaşdırır.
Misal 5.8.
110
5.7. Bessel funksiyaları
Bessel funksiyaları (silindrik funksiyalar) Bessel tənliyi adlanan aşağıdakı
dəyişən əmsallı iki tərtibli xətti bircins diferensial tənliyin həllidir:
.
0
)
(
)
(
)
(
)
(
2
2
2
2
2
x
y
n
x
dx
x
dy
x
dx
x
y
d
x
Burada n-mənfi olmayan sabitdir,
0
n
.
Aydındır ki, həll y(x,n) y-in əmsalına təsir edən n-dən asılıdır. Bu tip
tənliyin həlli n-in tam qiymətində elementar funksiyalar ilə ifadə oluna
bilmədiyindən bu hal üçün Bessel tərəfindən bir-neçə həll düsturu təklif
edilmişdir:
1. Birinci cins n- tərtibli Bessel fuksiyası. Bu halda həll sonsuz sıra
şəklində axtarılır.Nəticədə həllin aşağıdakı ifadəsi alinır:
.
1
,
)
(
!
4
2
)
,
(
0
2
k
n
a
a
Г
k
x
x
n
x
J
k
k
n
n
Burada
)
( a
Г
qamma funksiya, n-tam ədəddir.
.
)
(
1
0
dt
t
e
a
Г
a
x
t
n=0 qiymətində Bessel tənliyi
.
0
1
y
y
x
y
x=0 qiymətində
y
in
əmsalı kısilənliyə məruz qalır:1/0=∞.Bu səbəbdən x=0 nöqtösi xüsusi nöqtədir.
Belə tənliyi adi üsullarla həll etmək mümkün olmadığından həll üstlü sıra
şəklində axtarılır:
...
...
2
2
1
0
k
k
x
c
x
c
x
c
c
y
. Əmsalları y(0)=1, y'(0)=0
111
başlanğıc şərtlərində tapdıqdan sonra həll:
.
)
!
(
2
)
1
(
)
0
,
(
2
2
2
0
0
k
x
x
J
n
k
k
k
2.İkinci cins n-tərtibli Bessel funksiyası (triqonometrik forma):
.
)
sin(
)
,
(
)
cos(
)
,
(
)
,
(
n
n
x
J
n
n
x
J
n
x
Y
n
n
n
3.Birinci və ikinci cins Bessel funksiyalarının kombinasiyasından ibarət
olan üçüncü cins Bessel funksiyası da mövcuddur.
Matlabda Bessel funksiyaları aşağıdakı əmirlərin köməyi ilə hesablanır:
-besselj(n,x);
-bessely(n,x).
Misal 5.9. n=0,1,2,3 qiymətləri üçün birinci cins Bessel J
0
, J
1
, J
2
, J
3
funksiyalarının qrafikinı quraq.Bu məqsədlə for...end dövr operatorundan
istifadə edəcəyik.
Şəkil 5.4-də müvafiq qrafiklər göstərilmişdir.
Şəkil 5.4. Birinci cins Bessel funksiyalarının qrafiki
İkinci cins Bessel Y
0
, Y
1
, Y
2
, Y
3
funksiyasının hesablayaq.
112
Şəkil 5.5-də ikinci cins Bessel funksiyalarının qrafikləri göstərilmişdir.
Şəkil 5.5. İkinci cins Bessel funksiyalarının qrafiki
Arqunentin x=0 qiymətində Y(n,x)=-inf. Bu səbəbdən qrafikləri bir
pəncərədə göstərə bilmək üçüçn amplitudlar Ylim([-2 2]) əmrinin köməyi ilə
məhdudladırılmışdır.
Bessel tənliyi Laplas və Helmqols tənliklərini silindrik koordinatlarda
tapdıqda meydana çıxır. Bessel funksiyalarından dalğaların yayılması, statik
potensiallar, nazik dairəvi membranın rəqslərinin forması və digər məsələlərin
həlli zamanı istifadı olunur.
113
5.8. Təsadüfi proseslər
5.8.1. Fasiləsz təsadüfi kəmiyyətin ehtimal və
ədədi xarakteristikaları
Мцяййян сонлу
b
X
a
вя йа сонсуз
X
интервалында мцмкцн олан
бцтцн гиймятляри ала билян тясадцфи х кямиййяти фасилясиз тясадцфи кямиййят адланыр.
Демяли, фасилясиз тясадцфи кямиййятин ещтимал характеристикалары да фасилясиз функсийалар
олмалыдыр.
1. Тясадцфи кямиййятин интеграл пайланма гануну. Фасилясиз тясадцфи кямиййят
юзцнцн интеграл пайланма гануну иля там тяйин олунур:
)
x
X
(
P
)
x
(
f
.
(5.1)
Бурада х тясадцфи Х кямиййятинин истянилян конкрет гийıмяти; П – ещтималын
ишарясидир.
Демяли, тясадцфи кямиййятин пайланма функсийасы онун бцтцн гиймятляринин щяр
щансы бир х гиймятиндян кичик олмасы ещтималыны эюстярир.
Шякил 5.6 а-да пайланма функсийасынын графики эюстярилмишдир. Бу функсийанын
истянилян пайланма гануну цчцн доьру олан ясас хассяляри ашаьыдакылардыр:
1.
)
x
(
f
азалмайан функсийадыр; бярабяр пайланма гануну цчцн
const
f
;
2. х-ин щядд гиймятляриндя
0
)
(
f
,
1
)
(
f
;
3. Х тясадцфи кямиййятинин
]
,
[
интервалына дцшмя ещтималы
)
(
f
)
(
f
]
X
[
P
.
Бязи пайланма ганунларында яйилмя нюгтяси А олмайа да биляр.
Хассялярин яксяриййятини графикдя мцшащидя едя билмяк цчцн о нормал
пайланма гануну цчцн чякилмишдир.
x
артдыгъа сол тяряфдя галан интервал
эенишлянир вя Х тясадцфи кямиййятин бу интервала дцшмя ещтималы артмаьа
башлайыр.
Интеграл пайланма ганунунун чатышмамазлыьы ондан ибарятдир ки, о Х тясадцфи
кямиййятинин щяр щансы бир
i
x конкрет гиймятинин кичик ятрафында пайланма характери
щаггында мцщакимя йцрцтмяйя имкан вермир. Бу чатышмамазлыьы арадан галдырмаг
мягсяди иля диференсиал пайланма ганунундан истифадя едирляр.
114
Шякил 5.6.
2. Диференсиал пайланма гануну (Ещтималларын пайланма сыхлыьы). Х
кямиййятинин верилмиш
)
x
x
,
x
(
интервалына дцшмя ещтималы 3-ъц хассяйя ясасян:
)
x
(
f
)
x
x
(
f
)
x
x
X
x
(
P
.
Бу ещтималын парчанын узунлуьуна нисбятини тяртиб едяк:
x
)
x
(
f
)
x
x
(
f
.
(5.2)
Бу нисбят ващид узунлуьа дцшян орта ещтималы, йяни онун орта сыхлыьыны характеризя
едир.
)
x
(
f
функсийасынын диференсиалланан олдуьуну фярз едиб (5.2) ifadəsində
0
x
щяддиня кечяк:
)
x
(
p
)
x
(
f
x
)
x
(
f
)
x
x
(
f
lim
0
x
.
(5.3)
)
x
(
p
функсийасы ещтималларын пайланма сыхлыьы функсийасы адланыр.
Шякил 5.6, б-дя бу функсийанын графики эюстярилмишдир.
Диференсиал пайланма гануну ашаьыдакы хассяляря маликдир.
1.
dx
)
x
(
df
)
x
(
p
.
2.
dx
)
x
(
p
)
x
(
f
.
3.
dx
)
x
(
p
]
X
[
P
. (5.4)
б)
а)
115
Яэяр
оларса,
0
p
, йяни (5.4) фасилясиз тясадцфи кямиййятин
дискрет тясадцфи кямиййятдян фяргли олараг конкрет бир гиймят алмасы ещтималы
сыфыра бярабярдир.
4.
1
)
(
f
)
(
f
|
)
x
(
f
dx
)
x
(
p
. Йяни ещтималларын пайланма
сыхлыьы яйрисинин ящатя етдийи сащя С ващидя бярабярдир. Доьрудан да бу сащя
Х-ин мцмкцн
)
,
(
интервалына дцшмя ещтималыны характеризя етдийиндян
ващидя бярабяр олмалыдыр.
Пайланма
)
x
(
f
вя
)
x
(
p
функсийалары тясадцфи кямиййятин ещтимал
характеристикалары адланыр вя ону там характеризя едир. Буна бахмайараг, бязи
щалларда пайланма ганунларыны билмяйя ещтийаъ олмайыб, йалныз бу ганунлара
дахил олан параметрляри билмякля кийайятлянмяк олар. Бунлардан рийази
эюзлямя вя дисперсийа иля таныш олаг. Рийази эюзлямя вя дисперсийа тясадцфи
кямиййятин ещтимал дейил, ядяди характеристикалары адланыр.
3. Рийази эюзлямя. Бу эюстяриъи юзц тясадцфи кямиййят олмайыб тясадцфи
Х кямиййятинин х гиймятляринин груплашдырыьы (топландыьы) орта гиймятини
характеризя едир:
dx
)
x
(
xp
m
]
X
[
M
x
.
(5.5)
Яэяр Х-ин бцтцн гиймятляри
]
b
,
a
[
парчасына дахилдирся, онда
dx
)
x
(
xp
m
b
a
x
(5.6)
Бу ифадя х дяйишянинин
)
x
(
p
чякиси иля орталашдырылмасы демякдир.
Рийази эюзлямянин ясас хассяляри:
1.
]
X
[
cM
]
cX
[
M
,
const
c
.
2.
y
x
m
m
]
Y
[
M
]
X
[
M
]
Y
X
[
M
.
3.
y
x
m
m
]
Y
[
M
]
X
[
M
]
XY
[
M
.
Бурада Х вя Й бир-бириндян асылы олмайан тясадцфи кямиййятлярдир.
Фасилясиз тясадцфи кямиййятин модасы
0
M онун
)
x
(
p
ещтималларын
пайланма функсийасынын максимумуна уйьун эялян гиймятиня бярабярдир.
Тясадцфи кямиййятин медианы
m
M онун еля гиймятидир ки, бу гиймят цчцн
)
M
X
(
P
)
M
X
(
P
m
m
(5.7)
бярабярлийи юдянилир, йяни тясадцфи Х кямиййятинин медиандан бюйцк вя кичик
гиймят ала биляъяйи ещтималлары бярабярдир.
Шякил 5.7-дя нормал пайланмайа йахын олан пайланма гануну цчцн мода
116
вя медиан эюстярилмишдир.
а) б)
1> Dostları ilə paylaş: |