Classical And Quantum Orthogonal Polynomials In One Variable pdf epub mobi txt 电子书 下载 2026

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出版者:Cambridge Univ Pr

作者:Ismail, Mourad E. H./ Assche, Walter Van

出品人:

页数:706

译者:

出版时间:

价格:190

装帧:HRD

isbn号码:9780521782012

丛书系列:

图书标签:

• 正交多项式
• 经典正交多项式
• 量子正交多项式
• 特殊函数
• 数学物理
• 近似论
• 数值分析
• 理论物理
• 一变量
• 多项式理论

好的，这是一份针对一本名为《Classical and Quantum Orthogonal Polynomials in One Variable》的图书的详细简介，这份简介旨在详细介绍该书可能涵盖的主题和深度，同时避免提及或影射您提供的书名本身。 图书简介：专题论述——一元变量正交多项式系统的理论与应用 本书深入探讨了数学分析、理论物理学和应用数学领域中，一元变量正交多项式系统这一核心主题的理论基础、结构特性及其在现代科学中的广泛应用。全书旨在为读者构建一个全面而深入的理解框架，从经典理论的奠基石出发，逐步过渡到现代发展，特别是那些与量子力学和非经典概率框架紧密相关的结构。 第一部分：经典正交多项式系统的基石 本书的开篇部分致力于系统梳理传统正交多项式理论的经典框架。这一部分首先回顾了正交多项式的基本定义，即在一特定测度（或权重函数）下，一组多项式 ${P_n(x)}_{n=0}^{infty}$ 满足的内积关系： $$int_a^b P_n(x) P_m(x) w(x) dx = h_n delta_{nm}$$ 此处，$w(x)$ 是定义在区间 $[a, b]$ 上的实值、非负权重函数。详细分析了满足特定条件的权重函数如何唯一地决定出一组满足特定微分方程的多项式族。 重点章节内容细述： 1. 经典家族的深入分析： 详细考察了三大经典正交多项式家族——雅可比多项式族（包括切比雪夫多项式和勒让德多项式）、拉盖尔多项式族以及埃尔米特多项式族。对于每一族，本书不仅给出其生成函数、明确表达式和递推关系，更重要的是，探讨了它们与特定积分变换（如傅里叶变换、拉普拉斯变换）的内在联系，以及它们在解决边值问题中的作用。 2. 微分方程与三项递推关系： 阐述了所有经典正交多项式系统都可以满足一个二阶常微分方程（Sturm-Liouville型），并着重分析了从这种微分方程性质直接导出的关键工具——三项递推关系。这一关系是理解多项式系数、零点分布以及级数展开稳定性的基础。 3. 零点分布与插值理论： 分析了正交多项式的零点聚集性和渐近性质。利用梅尔林-戈尔丁定理（Mehler-Gordian Theorem）的推广形式，探讨了零点在实轴上的分布规律，以及如何利用这些零点构建高精度的高斯型数值积分公式。 第二部分：超越经典——现代框架的引入 在建立了坚实的经典基础后，本书转向探索那些不再严格依赖于传统固定区间的权重函数，或其定义与概率论和量子力学中的非标准算符结构紧密相关的现代正交多项式系统。 量子化与变形的视角： 这一部分的核心在于引入了“量子化”或“非交换性”的思想，即使在一元变量的框架下，也开始涉及代数结构的变形。 1. q-相似（q-Analogues）结构： 详细介绍了q-差分方程及其解，特别是q-拉盖尔和q-雅可比多项式。分析了如何通过参数$q$的设置，使得这些多项式在 $q o 1$ 时恢复到经典形式，并在 $q o 0$ 时导向离散情况。这部分强调了q-三角恒等式和q-Wronskian的代数重要性。 2. 算符方法与量子群的联系： 讨论了如何使用特定的算符代数（如Heisenberg代数或相关代数的变形）来生成正交多项式序列。这使得多项式的性质可以从量子力学中的基本代数关系中直接推导出来，而无需显式依赖于积分定义。 第三部分：特殊函数与连续正交多项式 本书的后半部分专注于那些在特定物理模型中自然出现的、形式更为复杂的连续正交多项式系统，以及它们与特殊函数论的交叉点。 1. Askey表与超几何函数： 系统回顾了Askey分类方案的某些一维案例，展示了许多重要的正交多项式实际上是广义超几何函数（如 ${}_2F_1, {}_2F_2$）在特定参数下的特化。这揭示了这些多项式系统之间深层的统一性。 2. 渐近分析的高级技术： 运用庞加莱-格洛特曼方法（Poincaré-Gronwall）或更现代的WKB近似方法，研究了当阶数$n$趋于无穷大时，具有复杂参数（特别是涉及参数依赖于$n$的情况）的正交多项式的渐近行为。这对于理解物理系统中高能态的特性至关重要。 3. 正交多项式的双重性质： 探讨了双正交多项式（Biorthogonal Polynomials）的初步概念，即两个不同家族的多项式在同一测度下满足交叉正交性。虽然这通常涉及两个变量或两个权重函数，但在一元框架下，它为解决某些非对称的随机过程和矩阵模型提供了必要的工具。 目标读者与学习价值： 本书适合于研究生和高年级本科生，特别是物理学、数学和工程学中涉及高级分析方法的研究人员。它不仅提供了严格的数学推导，还辅以丰富的物理模型案例，旨在培养读者将抽象的代数结构与具体的物理或概率问题相结合的能力。通过系统学习，读者将能够熟练运用这些多项式工具来解决偏微分方程、随机过程建模以及量子信息论中的复杂问题。全书的组织结构确保了从经典到现代理论的平稳过渡，强调了理论的连贯性和统一性。

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