A class of hypergeometric polynomials with zeros on the unit circle: Extremal and orthogonal properties and quadrature formulas

The class of hypergeometric polynomials F12(-m,b;b+b̄;1-z) with respect to the parameter b=λ+iη, where λ>0, are known to have all their zeros simple and exactly on the unit circle |z|=1. In this note we look at some of the associated extremal and orthogonal properties on the unit circle and on the interval (-1,1). We also give the associated Gaussian type quadrature formulas. © 2012 IMACS.

A finite class of orthogonal functions generated by Routh-Romanovski polynomials

It is known that some orthogonal systems are mapped onto other orthogonal systems by the Fourier transform. In this article we introduce a finite class of orthogonal functions, which is the Fourier transform of Routh-Romanovski orthogonal polynomials, and obtain its orthogonality relation using Parseval identity.

Microscopia multimodal prática: registro automático de imagens de microscopia ótica e de microscopia eletrônica de varredura

A discriminação de fases que são praticamente indistinguíveis ao microscópio ótico de luz refletida ou ao microscópio eletrônico de varredura (MEV) é um dos problemas clássicos da microscopia de minérios. Com o objetivo de resolver este problema vem sendo recentemente empregada a técnica de microscopia colocalizada, que consiste na junção de duas modalidades de microscopia, microscopia ótica e microscopia eletrônica de varredura. O objetivo da técnica é fornecer uma imagem de microscopia multimodal, tornando possível a identificação, em amostras de minerais, de fases que não seriam distinguíveis com o uso de uma única modalidade, superando assim as limitações individuais dos dois sistemas. O método de registro até então disponível na literatura para a fusão das imagens de microscopia ótica e de microscopia eletrônica de varredura é um procedimento trabalhoso e extremamente dependente da interação do operador, uma vez que envolve a calibração do sistema com uma malha padrão a cada rotina de aquisição de imagens. Por esse motivo a técnica existente não é prática. Este trabalho propõe uma metodologia para automatizar o processo de registro de imagens de microscopia ótica e de microscopia eletrônica de varredura de maneira a aperfeiçoar e simplificar o uso da técnica de microscopia colocalizada. O método proposto pode ser subdividido em dois procedimentos: obtenção da transformação e registro das imagens com uso desta transformação. A obtenção da transformação envolve, primeiramente, o pré-processamento dos pares de forma a executar um registro grosseiro entre as imagens de cada par. Em seguida, são obtidos pontos homólogos, nas imagens óticas e de MEV. Para tal, foram utilizados dois métodos, o primeiro desenvolvido com base no algoritmo SIFT e o segundo definido a partir da varredura pelo máximo valor do coeficiente de correlação. Na etapa seguinte é calculada a transformação. Foram empregadas duas abordagens distintas: a média ponderada local (LWM) e os mínimos quadrados ponderados com polinômios ortogonais (MQPPO). O LWM recebe como entradas os chamados pseudo-homólogos, pontos que são forçadamente distribuídos de forma regular na imagem de referência, e que revelam, na imagem a ser registrada, os deslocamentos locais relativos entre as imagens. Tais pseudo-homólogos podem ser obtidos tanto pelo SIFT como pelo método do coeficiente de correlação. Por outro lado, o MQPPO recebe um conjunto de pontos com a distribuição natural. A análise dos registro de imagens obtidos empregou como métrica o valor da correlação entre as imagens obtidas. Observou-se que com o uso das variantes propostas SIFT-LWM e SIFT-Correlação foram obtidos resultados ligeiramente superiores aos do método com a malha padrão e LWM. Assim, a proposta, além de reduzir drasticamente a intervenção do operador, ainda possibilitou resultados mais precisos. Por outro lado, o método baseado na transformação fornecida pelos mínimos quadrados ponderados com polinômios ortogonais mostrou resultados inferiores aos produzidos pelo método que faz uso da malha padrão.

Identifikation spezieller Funktionen, die durch Rodriguesformeln gegeben sind

Es ist allgemein bekannt, dass sich zwei gegebene Systeme spezieller Funktionen durch Angabe einer Rekursionsgleichung und entsprechend vieler Anfangswerte identifizieren lassen, denn computeralgebraisch betrachtet hat man damit eine Normalform vorliegen. Daher hat sich die interessante Forschungsfrage ergeben, Funktionensysteme zu identifizieren, die über ihre Rodriguesformel gegeben sind. Zieht man den in den 1990er Jahren gefundenen Zeilberger-Algorithmus für holonome Funktionenfamilien hinzu, kann die Rodriguesformel algorithmisch in eine Rekursionsgleichung überführt werden. Falls die Funktionenfamilie überdies hypergeometrisch ist, sogar laufzeiteffizient. Um den Zeilberger-Algorithmus überhaupt anwenden zu können, muss es gelingen, die Rodriguesformel in eine Summe umzuwandeln. Die vorliegende Arbeit beschreibt die Umwandlung einer Rodriguesformel in die genannte Normalform für den kontinuierlichen, den diskreten sowie den q-diskreten Fall vollständig. Das in Almkvist und Zeilberger (1990) angegebene Vorgehen im kontinuierlichen Fall, wo die in der Rodriguesformel auftauchende n-te Ableitung über die Cauchysche Integralformel in ein komplexes Integral überführt wird, zeigt sich im diskreten Fall nun dergestalt, dass die n-te Potenz des Vorwärtsdifferenzenoperators in eine Summenschreibweise überführt wird. Die Rekursionsgleichung aus dieser Summe zu generieren, ist dann mit dem diskreten Zeilberger-Algorithmus einfach. Im q-Fall wird dargestellt, wie Rekursionsgleichungen aus vier verschiedenen q-Rodriguesformeln gewonnen werden können, wobei zunächst die n-te Potenz der jeweiligen q-Operatoren in eine Summe überführt wird. Drei der vier Summenformeln waren bislang unbekannt. Sie wurden experimentell gefunden und per vollständiger Induktion bewiesen. Der q-Zeilberger-Algorithmus erzeugt anschließend aus diesen Summen die gewünschte Rekursionsgleichung. In der Praxis ist es sinnvoll, den schnellen Zeilberger-Algorithmus anzuwenden, der Rekursionsgleichungen für bestimmte Summen über hypergeometrische Terme ausgibt. Auf dieser Fassung des Algorithmus basierend wurden die Überlegungen in Maple realisiert. Es ist daher sinnvoll, dass alle hier aufgeführten Prozeduren, die aus kontinuierlichen, diskreten sowie q-diskreten Rodriguesformeln jeweils Rekursionsgleichungen erzeugen, an den hypergeometrischen Funktionenfamilien der klassischen orthogonalen Polynome, der klassischen diskreten orthogonalen Polynome und an der q-Hahn-Klasse des Askey-Wilson-Schemas vollständig getestet werden. Die Testergebnisse liegen tabellarisch vor. Ein bedeutendes Forschungsergebnis ist, dass mit der im q-Fall implementierten Prozedur zur Erzeugung einer Rekursionsgleichung aus der Rodriguesformel bewiesen werden konnte, dass die im Standardwerk von Koekoek/Lesky/Swarttouw(2010) angegebene Rodriguesformel der Stieltjes-Wigert-Polynome nicht korrekt ist. Die richtige Rodriguesformel wurde experimentell gefunden und mit den bereitgestellten Methoden bewiesen. Hervorzuheben bleibt, dass an Stelle von Rekursionsgleichungen analog Differential- bzw. Differenzengleichungen für die Identifikation erzeugt wurden. Wie gesagt gehört zu einer Normalform für eine holonome Funktionenfamilie die Angabe der Anfangswerte. Für den kontinuierlichen Fall wurden umfangreiche, in dieser Gestalt in der Literatur noch nie aufgeführte Anfangswertberechnungen vorgenommen. Im diskreten Fall musste für die Anfangswertberechnung zur Differenzengleichung der Petkovsek-van-Hoeij-Algorithmus hinzugezogen werden, um die hypergeometrischen Lösungen der resultierenden Rekursionsgleichungen zu bestimmen. Die Arbeit stellt zu Beginn den schnellen Zeilberger-Algorithmus in seiner kontinuierlichen, diskreten und q-diskreten Variante vor, der das Fundament für die weiteren Betrachtungen bildet. Dabei wird gebührend auf die Unterschiede zwischen q-Zeilberger-Algorithmus und diskretem Zeilberger-Algorithmus eingegangen. Bei der praktischen Umsetzung wird Bezug auf die in Maple umgesetzten Zeilberger-Implementationen aus Koepf(1998/2014) genommen. Die meisten der umgesetzten Prozeduren werden im Text dokumentiert. Somit wird ein vollständiges Paket an Algorithmen bereitgestellt, mit denen beispielsweise Formelsammlungen für hypergeometrische Funktionenfamilien überprüft werden können, deren Rodriguesformeln bekannt sind. Gleichzeitig kann in Zukunft für noch nicht erforschte hypergeometrische Funktionenklassen die beschreibende Rekursionsgleichung erzeugt werden, wenn die Rodriguesformel bekannt ist.

Zeros of Gegenbauer and Hermite polynomials and connection coefficients

In this paper, sharp upper limit for the zeros of the ultraspherical polynomials are obtained via a result of Obrechkoff and certain explicit connection coefficients for these polynomials. As a consequence, sharp bounds for the zeros of the Hermite polynomials are obtained.

Polynomials generated by a three term recurrence relation: bounds for complex zeros

This paper deals with the zeros of polynomials generated by a certain three term recurrence relation. The main objective is to find bounds, in terms of the coefficients of the recurrence relation, for the regions where the zeros are located. In most part, the zeros are explored through an Eigenvalue representation associated with a corresponding Hessenberg rnatrix. Applications to Szego polynomials, para-orthogonal polynomials and polynomials with non-zero complex coefficients are considered. (C) 2004 Elsevier B.V. All rights reserved.

SZEGO POLYNOMIALS FROM HYPERGEOMETRIC FUNCTIONS

Szego polynomials with respect to the weight function w(theta) = e(eta theta)[sin(theta/2)](2 lambda), where eta, lambda is an element of R and lambda > -1/2 are considered. Many of the basic relations associated with these polynomials are given explicitly. Two sequences of para-orthogonal polynomials with explicit relations are also given.

A realization of the q-deformed harmonic oscillator: rogers-Szegö and Stieltjes-Wigert polynomials

Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico (CNPq)

Squeezed states, generalized Hermite polynomials and pseudo-diffusion equation

We show that the wavefunctions 〈pq; λ|n〈, of the harmonic oscillator in the squeezed state representation, have the generalized Hermite polynomials as their natural orthogonal polynomials. These wavefunctions lead to generalized Poisson Distribution Pn(pq;λ), which satisfy an interesting pseudo-diffusion equation: ∂Pnp,q;λ) ∂λ= 1 4 [ ∂2 ∂p2-( 1 λ2) ∂2 ∂q2]P2(p,q;λ), in which the squeeze parameter λ plays the role of time. Th entropies Sn(λ) have minima at the unsqueezed states (λ=1), which means that squeezing or stretching decreases the correlation between momentum p and position q. © 1992.

Associated symmetric quadrature rules

We prove a relation between two different types of symmetric quadrature rules, where one of the types is the classical symmetric interpolatory quadrature rules. Some applications of a new quadrature rule which was obtained through this relation are also considered.

Inversely symmetric interpolatory quadrature rules

We consider interpolatory quadrature rules with nodes and weights satisfying symmetric properties in terms of the division operator. Information concerning these quadrature rules is obtained using a transformation that exists between these rules and classical symmetric interpolatory quadrature rules. In particular, we study those interpolatory quadrature rules with two fixed nodes. We obtain specific examples of such quadrature rules.

Interpretação eletrostática e zeros de polinômios

Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico (CNPq)

Basic hypergeometric polynomials with zeros on the unit circle

Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES)

Monotonicity, interlacing and electrostatic interpretation of zeros of exceptional Jacobi polynomials

Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico (CNPq)

Zero sets of bivariate Hermite polynomials

Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico (CNPq)