Fractional Extensions of Jacobi Polynomials and Gauss Hypergeometric Function

2000 Mathematics Subject Classification: 26A33, 33C45

On the Generalized Confluent Hypergeometric Function and Its Application

2000 Mathematics Subject Classification: 26A33, 33C20

A MATLAB program for the computation of the confluent hypergeometric function Φ2

We here present a sample MATLAB program for the numerical evaluation of the confluent hypergeometric function Φ2. This program is based on the calculation of the inverse Laplace transform using the algorithm suggested by Simon and Alouini in their reference textbook [1].

Krätzel Function as a Function of Hypergeometric Type

2000 Mathematics Subject Classification: 33C60, 33C20, 44A15

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.

Further Generalization of Kobayashi's Gamma Function

In this paper, we introduce a further generalization of the gamma function involving Gauss hypergeometric function 2F1 (a, b; c; z)

Certain Properties of Fractional Calculus Operators Associated with Generalized Mittag-Leffler Function

Mathematics Subject Classification: 26A33, 33E12, 33C20.

Asymptotic and structural properties of special cases of the Wright function arising in probability theory

This analysis paper presents previously unknown properties of some special cases of the Wright function whose consideration is necessitated by our work on probability theory and the theory of stochastic processes. Specifically, we establish new asymptotic properties of the particular Wright function 1Ψ1(ρ, k; ρ, 0; x) = X∞ n=0 Γ(k + ρn) Γ(ρn) x n n! (|x| < ∞) when the parameter ρ ∈ (−1, 0)∪(0, ∞) and the argument x is real. In the probability theory applications, which are focused on studies of the Poisson-Tweedie mixtures, the parameter k is a non-negative integer. Several representations involving well-known special functions are given for certain particular values of ρ. The asymptotics of 1Ψ1(ρ, k; ρ, 0; x) are obtained under numerous assumptions on the behavior of the arguments k and x when the parameter ρ is both positive and negative. We also provide some integral representations and structural properties involving the ‘reduced’ Wright function 0Ψ1(−−; ρ, 0; x) with ρ ∈ (−1, 0) ∪ (0, ∞), which might be useful for the derivation of new properties of members of the power-variance family of distributions. Some of these imply a reflection principle that connects the functions 0Ψ1(−−;±ρ, 0; ·) and certain Bessel functions. Several asymptotic relationships for both particular cases of this function are also given. A few of these follow under additional constraints from probability theory results which, although previously available, were unknown to analysts.

An analytical method to solve a general class of nonlinear reactive transport models

Three recent papers published in Chemical Engineering Journal studied the solution of a model of diffusion and nonlinear reaction using three different methods. Two of these studies obtained series solutions using specialized mathematical methods, known as the Adomian decomposition method and the homotopy analysis method. Subsequently it was shown that the solution of the same particular model could be written in terms of a transcendental function called Gauss’ hypergeometric function. These three previous approaches focused on one particular reactive transport model. This particular model ignored advective transport and considered one specific reaction term only. Here we generalize these previous approaches and develop an exact analytical solution for a general class of steady state reactive transport models that incorporate (i) combined advective and diffusive transport, and (ii) any sufficiently differentiable reaction term R(C). The new solution is a convergent Maclaurin series. The Maclaurin series solution can be derived without any specialized mathematical methods nor does it necessarily involve the computation of any transcendental function. Applying the Maclaurin series solution to certain case studies shows that the previously published solutions are particular cases of the more general solution outlined here. We also demonstrate the accuracy of the Maclaurin series solution by comparing with numerical solutions for particular cases.

T.E. wave in inhomogeneous magnetized plasma-filled cylindrical waveguide

The T. E. wave in cylindrical wavegulde filled with inhomogeneous plasma immersed in the external uniform longitudinal magnetic field is investigated. The analytic solution expressed in polynomial formed by cutting the confluent hypergeometric function is obtained. Furthermore the eigenfrequency of T. E. wave is obtained.

Effective dielectric response of composites witli graded material

The effective dielectric response of linear composites containing graded material is investigated under an applied electric field Eo. For the cylindrical inclusion with gradient dielectric function, epsilon(i)(r) = b + cr, randomly embedded in a host with dielectric constant epsilon(m), we have obtained the exact solution of local electric potential of the composite media regions, which obeys a linear constitutive relation D = epsilonE, using hypergeometric function. In dilute limit, we have derived the effective dielectric response of the linear composite media. Furthermore, for larger volume fraction, the formulas of effective dielectric response of the graded composite media, are given.

Effective dielectric response of graded spherical composites

The effective dielectric response of composites containing graded material is investigated when an external uniform electric field E-0 is applied to it. For a spherical particle with gradient dielectric constant, epsilon(i) (r) = b + cr, randomly embedded in a host with dielectric constant epsilon(m), we have obtained the exact solution of local electric potential in the composite media regions, which obey a linear constitutive relation D = epsilonE, using hypergeometric function. In dilute limit, the effective dielectric response of the linear graded composite media is derived. Furthermore, for larger volume fraction, we have given an effective medium approximation to estimate the effective dielectric response of the graded composite media. (C) 2003 Elsevier B.V All rights reserved.

Two-photon ionization of atomic inner-shells

Die Summation ueber des vollstaendige Spektrum des Atoms, die in der Stoehrungstheorie zweiter Ordnung vorkommt, wurde mit Hilfe der Greenschen Funktion Methode berechnet. Die Methode der Greenschen Funktion verlangt die Berechnung der unterschiedlichen Greenschen Funktionen: eine Coulomb-Greensche-Funktion im Fall von wasserstoffaehnlichen Ionen und eine Zentral-feld-Greensche-Funktion im Fall des Vielelektronen-Atoms. Die entwickelte Greensche Funktion erlaubte uns die folgenden atomaren Systeme in die Zweiphotonenionisierung der folgenden atomaren Systeme zu untersuchen: - wasserstoffaehnliche Ionen, um relativistische und Multipol-Effekte aufzudecken, - die aeussere Schale des Lithium; Helium und Helium-aehnliches Neon im Grundzustand, um taugliche Modelle des atomaren Feldes zu erhalten, - K- und L-Schalen des Argon, um die Vielelektronen-Effekte abzuschaetzen. Zusammenfassend, die relativistische Effekte ergeben sich in einer allgemeinen Reduzierung der Zweiphotonen Wirkungsquerschnitte. Zum Beispiel, betraegt das Verhaeltnis zwischen den nichtrelativistischen und relativistischen Wirkungsquerschnitten einen Faktor zwei fuer wasserstoffaehnliches Uran. Ausser dieser relativistischen Kontraktion, ist auch die relativistische Aufspaltung der Zwischenzustaende fuer mittelschwere Ionen sichtbar. Im Gegensatz zu den relativistischen Effekten, beeinflussen die Multipol-Effekte die totalen Wirkungsquerschnitte sehr wenig, so dass die Langwellennaeherung mit der exakten Naeherung fuer schwere Ionen sogar innerhalb von 5 Prozent uebereinstimmt. Die winkelaufgeloesten Wirkungsquerschnitte werden durch die relativistischen Effekte auf eine beeindruckende Weise beeinflusst: die Form der differentiellen Wirkungsquerschnitte aendert sich (qualitativ) abhaengig von der Photonenenergie. Ausserdem kann die Beruecksichtigung der hoeheren Multipole die elektronische Ausbeute um einen Faktor drei aendern. Die Vielelektronen-Effekte in der Zweiphotonenionisierung wurden am Beispiel der K- und L-Schalen des Argon analysiert. Hiermit wurden die totalen Wirkungsquerschnitte in einer Ein-aktives-Elektron-Naeherung (single-active-electron approximation) berechnet. Es hat sich herausgestellt, dass die Elektron--Elektron-Wechselwirkung sehr wichtig fuer die L-Schale und vernachlaessigbar fuer die K-Schale ist. Das bedeutet, dass man die totalen Wirkungsquerschnitte mit wasserstoffaehnlichen Modellen im Fall der K-Schale beschreiben kann, aber fuer die L-Schale fortgeschrittene Modelle erforderlich sind. Die Ergebnisse fuer Vielelektronen-Atome wurden mittels einer Dirac-Zentral-feld-Greenschen Funktion erlangt. Ein numerischer Algorithmus wurde urspruenglich von McGuire (1981) fuer der Schroedinger-Zentral-feld-Greensche Funktion eingefuehrt. Der Algorithmus wurde in dieser Arbeit zum ersten Mal fuer die Dirac-Gleichung angewandt. Unser Algorithmus benutzt die Kummer- und Tricomi-Funktionen, die mit Hilfe eines zuverlaessigen, aber noch immer langsamen Programmes berechnet wurden. Die Langsamkeit des Programms begrenzt den Bereich der Aufgaben, die effizient geloest werden koennen. Die Zentral-feld-Greensche Funktion konnte bei den folgenden Problemen benutzt werden: - Berechnung der Zweiphotonen-Zerfallsraten, - Berechnung der Zweiphotonenanregung und -ionisierungs-Wirkungsquerschnitte, - Berechnung die Multiphotonenanregung und -ionisierungs-Wirkungsquerschnitte, - Berechnung einer atomaren Vielelektronen-Green-Funktion. Von diesen Aufgaben koennen nur die ersten beiden in angemessener Zeit geloest werden. Fuer die letzten beiden Aufgaben ist unsere Implementierung zu langsam und muss weiter verbessert werden.

A Characterization of L-orthogonal Polynomials from Three Term Recurrence Relations

Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado de São Paulo (FAPESP)

Szego type polynomials and para-orthogonal polynomials

Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado de São Paulo (FAPESP)