Termiz davlat universiteti fizika-matematika fakulteti matematika ta

3-kurs 304-guruh talabasi ning matematika fizikaning qo’shimcha boblari fani

TERMIZ DAVLAT UNIVERSITETI
FIZIKA-MATEMATIKA FAKULTETI
MATEMATIKA TA’LIM YO’NALISHI
3-KURS 304-GURUH TALABASI
****************NING
MATEMATIKA FIZIKANING
QO’SHIMCHA BOBLARI FANI
“IKKI O’ZGARUVCHILI GIPERGEOMETRIK FUNKSIYALAR
HAQIDA TUSHUNCHALAR” MAVZUSIDA TAYYORLAGAN MUSTAQIL ISHI


Gaussning gipergeometrik funksiyasi

1. 
   
   Gauss tenglamasi. Buziladigan giperbolik va elliptik
   

tipdagi tenglamalar nazariyasida ushbu

, (1.7)
Gauss tenglamasining yechimlari fundamental ahamiyatga ega, bu yerda –parametrlar bo‘lib, ular ixtiyoriy kompleks yoki haqiqiy sonlar bo’lishi mumkin. (1.7) tenglama uchta: , , regulyar maxsus nuqtalarga ega.

O‘zgaruvchilarni maxsus almashtirish yordamida buziluvchan giperbolik va elliptik tipdagi tenglamalar (1.7) tenglamaga olib kelinishi mumkin va bu tenglamaning yechimlaridan mos ravishda Riman funksiyasini, Grin funksiyasini tuzishda fundamental ahamiyatga ega.
Dastlab, (1.7) tenglamaning yechimini nuqta atrofida topamiz. Yechimni

, (1.8)
darajali qator ko‘rinishida izlaymiz. Bu yerda -hozircha noma’lum sonlar. (1.8) dan ushbu hosilalarni hisoblaymiz:

Endi bu hosilalarni (1.7) tenglamaga qo‘yib, quyidagi munosabatni hosil qilamiz:
bu yerdan oldidagi umumiy koeffitsientni nolga tenglashtirib, ushbu
,
rekurrent formulaga kelamiz.
(1.7) tenglamaning bir jinsli ekanligidan foydalanib, umumiyatlikni buzmasdan deb qabul qilamiz va
(1.9)
Gaussning gipergeometrik qatoriga kelamiz, bu yerda

belgilashlar kiritilgan. Dalamber alomatiga ko‘ra, (1.9) darajali qatorning yaqinlashish radiusi ekanligini ko‘rsatish qiyin emas. Demak, (1.9) darajali qator doirada absolyut va tekis yaqinlashadi. Raabe alomati yordamida (1.9) gipergeometrik qator uchun ushbu tasdiqlarni isbotlash qiyin emas;

Agar bo‘lsa, (1.9) qator aylanada tekis
va absolyut yaqinlashadi;
Agar bo‘lsa, (1.9) qator aylananing
yetarli kichik son) doiradan tashqarida yotgan bo‘lagida tekis va absolyut yaqinlashadi;
Agar bo‘lsa, (1.9) qator aylanada uzoqlashuvchi bo‘ladi.
Gipergeometrik funksiyalarning sodda xossalarini keltiramiz, bu xossalar (1.9) darajali qatorning ko‘rinishidan bevosita kelib chiqadi.
1⁰. Agar yoki bo‘lsa, bu yerda , (1.9) darajali qator uziladi, ya’ni yoki -darajali ko‘phadga aylanadi;
2⁰. gipergeometrik funksiya va parametrlarga nisbatan simmetrikdir, ya’ni
3⁰. bo‘lganda

(1.10)

tenglikka ega bo‘lamiz.

(1.7) tenglamaning ikkinchi yechimini topish uchun o‘rniga

(1.11)
formula yordamida yangi funksiya kiritamiz, bu yerda -hozircha ixtiyoriy noma’lum son. (1.11) tenglikni (1.7) tenglamaga qo‘yib, ushbu tenglamaga ega bo‘lamiz:

Bu tenglamada deb olsak, u holda oxirgi tenglama

tenglamaga aylanadi, bu yerdagi parametrlar

,
,

tengliklar bilan aniqlanadi .

Shunday qilib, (1.9) va (1.11) ga asosan (1.7) tenglamaning ikkinchi yechimi

(1.12)
ko‘rinishda bo‘ladi, bu yerda

(1.7) tenglamaning (1.9) yechimida shart bajarilishi kerak edi. Endi biz (1.12) ga asosan (1.7) tenglamaning yechimini holida ham hosil qilishimiz mumkin;

(1.13)
(1.7) tenglamaning topilgan va yechimlari chiziqli erkli, demak uning umumiy yechimi

(1.14)
formula bilan beriladi, bu yerda va ixtiyoriy o‘zgarmas sonlardir.

(1.7) tenglamaning yechimini maxsus nuqta atorofida hosil qilish uchun ni ga almashtirish yetarlidir. Bu holda (1.7) tenglama parametrlari , , lardan iborat bo‘lgan gipergeometrik tenglamaga aylanadi. Bu holda (1.7) tenglamaning maxsus nuqta atrofida

, (1.15)

,
chiziqli erkli yechimlarini hosil qilish qiyin emas, bu yerda butun sonlar bo‘lmasligi kerak.

Nihoyat, (1.7) tenglamaning yechimlarini cheksiz uzoqlashgan maxsus nuqta atrofida topish uchun erkli o‘zgaruvchi va funksiyani ushbu formulalar yordamida almashtiramiz:
,
bu holda (1.7) tenglama funksiyaga nisbatan parametrlari , , bo‘lgan gipergeometrik funksiyaga aylanadi. Shunday qilib, (1.7) tenglamaning maxsus nuqta atrofidagi chiziqli erkli yechimlari ushbu ko‘rinishda bo‘ladi:

(1.16)
bu yerda butun sonlar bo‘lmasligi kerak.

Shunday qilib, biz (1.7) Gauss tenglamasining oltita asosiy yechimlarini gipergeometrik funksiyalar orqali ifodaladik.

2.