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32Painlevé超越属性

第32.11节实变量的渐近逼近

目录
  1. §32.11(i)第一个Painlevé方程
  2. §32.11(ii)第二个Painlevé方程
  3. §32.11(iii)修正的第二Painlevé方程
  4. §32.11(iv)第三个Painlevé方程
  5. §32.11(v)第四个Painlevé方程

§32.11(i)第一个Painlevé方程

有以下解决方案(32.2.1)这样的话

32.11.1 w个(x个)=16|x个|+d日|x个|1/8(ϕ(x个)θ0)+o个(|x个|1/8),
x个,

哪里

32.11.2 ϕ(x个)=(24)1/4(45|x个|5/458d日2自然对数|x个|),

d日θ0是常量。

还有一些解决方案(32.2.1)这样的话

32.11.3 w个(x个)16|x个|,
x个.

接下来,对于给定的初始条件w个(0)=0w个(0)=k个,使用k个真实的,w个(x个)在实轴上至少有一个极点。有两个特殊值k个,k个1k个2,具有属性0.451428<k个1<0.451427,1.85185<k个2<1.851855,并且:

  1. (a)

    如果k个<k个1,然后w个(x个)>0对于x个0<x个<0,其中x个0是第一个负实轴上的极点。

  2. (b)

    如果k个1<k个<k个2,然后w个(x个)振荡,渐近于,16|x个|作为x个.

  3. (c)

    如果k个2<k个,然后w个(x个)将符号从正变为负一次,作为x个传递自x个00.

有关图示,请参见图32.3.132.3.4,有关更多信息,请参阅乔希和基塔耶夫(2005),乔希和克鲁斯卡尔(1992),卡帕耶夫(1988),卡帕耶夫和基塔耶夫(1993)、和基塔耶夫(1994).

§32.11(ii)第二个Painlevé方程

考虑以下特殊情况P(P)带有α=0以下为:

32.11.4 w个′′=2w个+x个w个,

带边界条件

32.11.5 w个(x个)0,
x个+.

的任何非平凡实解(32.11.4)满足(32.11.5)渐近于k个艾岛(x个),对于一些非零真实的k个,其中艾岛表示艾里函数(§9.2).相反,对于任何非零实数k个,有一个独特的解决方案w个k个(x个)第页,共页(32.11.4)这是渐近于k个艾岛(x个)作为x个+.

如果|k个|<1,然后w个k个(x个)存在于所有足够大的|x个|作为x个、和

32.11.6 w个k个(x个)=d日|x个|1/4(ϕ(x个)θ0)+o个(|x个|1/4),

哪里

32.11.7 ϕ(x个)=2|x个|/24d日2自然对数|x个|,

d日 (0),θ0是实际常数。的连接公式d日θ0由提供

32.11.8 d日2=π1自然对数(1k个2),
32.11.9 θ0=2d日2自然对数2+酸碱度Γ(112d日2)+14π(12签名(k个)),

哪里Γ是伽马函数(§5.2(i))、和的分支酸碱度功能是无关紧要的。

如果|k个|=1,然后

32.11.10 w个k个(x个)签名(k个)12|x个|,
x个.

如果|k个|>1,然后w个k个(x个)在有限点有一个极点x个=c(c)0,依赖k个、和

2011年11月21日 w个k个(x个)签名(k个)(x个c(c)0)1,
x个c(c)0+.

有关图示,请参见图32.3.532.3.6,有关更多信息,请参阅阿伯洛维茨和克拉克森(1991),巴索姆等。(1998),克拉克森和麦克劳德(1988),Deift和Zhou(1995),Segur和Ablowitz(1981)、和苏莱·马诺夫(1987)有关数值研究,请参见英里(1978,1980)罗莎莱斯(1978).

§32.11(iii)修正的第二Painlevé方程

更换w个通过w个英寸(32.11.4)给予

32.11.12 w个′′=2w个+x个w个.

的任何非平凡实解(32.11.12)满足

32.11.13 w个(x个)=d日|x个|1/4(ϕ(x个)χ)+O(运行)(|x个|5/4自然对数|x个|),
x个,

哪里

32.11.14 ϕ(x个)=2|x个|/2+4d日2自然对数|x个|,

具有d日 (0)χ任意实数常数。

在这种情况下

32.11.15 χ+2d日2自然对数214π酸碱度Γ(12d日2)=n个π,

具有n个,我们有

32.11.16 w个(x个)k个艾岛(x个),
x个+,

哪里k个是一个非零实数常量。的连接公式k个

32.11.17 d日2=π1自然对数(1+k个2),
签名(k个)=(1)n个.

在一般情况下

32.11.18 χ+2d日2自然对数214π酸碱度Γ(12d日2)n个π,

我们有

32.11.19 w个(x个)=σ12x个+σρ(2x个)1/4余弦(ψ(x个)+θ)+O(运行)(x个1),
x个+,

哪里σ,ρ (>0)、和θ是实际常数,并且

32.11.20 ψ(x个)=22x个/22ρ2自然对数x个.

的连接公式σ,ρ、和θ

32.11.21 σ=签名(),
32.11.22 ρ2=π1自然对数((1+||2)/|2|),
32.11.23 θ=4π72ρ2自然对数2+酸碱度(1+2)+酸碱度Γ(ρ2),

哪里

32.11.24 =(经验(πd日2)1)1/2经验((2d日2自然对数214π+χ酸碱度Γ(12d日2))).

§32.11(iv)第三个Painlevé方程

对于P(P),使用α=β=2¦Α ()γ=δ=1,

32.11.25 w个(x个)1λΓ(¦Α+12)22¦Αx个¦Α(1/2)e(电子)2x个,
x个+,

哪里λ是一个任意常数,使得1/π<λ<1/π,

32.11.26 w个(x个)B类x个σ,
x个0,

哪里B类σ是任意常数,如下所示B类0|σ|<1.相关连接公式(32.11.25)和(32.11.26)是

32.11.27 σ=(2/π)电弧正弦(πλ),
32.11.28 B类=22σΓ2(12(1σ))Γ(12(1+σ)+¦Α)Γ2(12(1+σ))Γ(12(1σ)+¦Α).

另请参见阿卜杜拉耶夫(1985),诺沃克什诺夫(1985),Its和Novokshönov(1986),基塔耶夫(1987),博本科(1991),Bobenko及其(1995),Tracy和Widom(1997)、和基塔耶夫和瓦尔塔尼安(2004).

§32.11(v)第四个Painlevé方程

考虑P(P)四、带有α=2¦Α+1 ()β=0,那个是,

32.11.29 w个′′=(w个)22w个+2w个+4x个w个2+2(x个22¦Α1)w个,

并且具有边界条件

32.11.30 w个(x个)0,
x个+.

任何非平凡的解决方案(32.11.29)满足(32.11.30)渐近于小时U型2(¦Α12,2x个)作为x个+,其中小时 (0)是一个常量。相反,对于任何小时 (0)有一种独特的解决方案w个小时(x个)第页,共页(32.11.29)这是渐近于小时U型2(¦Α12,2x个)作为x个+.在这里U型表示抛物线圆柱函数(§12.2).

现在假设x个.如果0小时<小时*,其中

32.11.31 小时*=1/(π1/2Γ(¦Α+1)),

然后w个小时(x个)在实轴上没有极点。此外,如果¦Α=n个=0,1,2,,然后

32.11.32 w个小时(x个)小时2n个x个2n个经验(x个2),
x个.

或者,如果¦Α不是零或正整数,则

32.11.33 w个小时(x个)=2x个+4d日(ϕ(x个)θ0)+O(运行)(x个1),
x个,

哪里

32.11.34 ϕ(x个)=1x个24d日2自然对数(2|x个|),

d日 (>0)θ0是实际常数。的连接公式d日θ0由提供

32.11.35 d日2 =14π1自然对数(1|μ|2),
32.11.36 θ0 =1d日2自然对数+2π¦Α+712π+酸碱度μ+酸碱度Γ(2d日2),

哪里

32.11.37 μ=1+(2小时π/2经验(π¦Α)/Γ(¦Α)),

以及酸碱度功能是无关紧要的。

下一个条件是小时=小时*,然后

32.11.38 w个小时*(x个)2x个,
x个,

w个小时*(x个)在实轴上没有极点。

最后,如果小时>小时*,然后w个小时(x个)在实轴上有一个简单的极点,其位置取决于小时.

有关图示,请参见图32.3.732.3.10.就参数而言k个这些数字中使用的小时=2/2k个2.

另请参见Wong和Zhang(2009年a).