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Sobre las soluciones de ecuaciones diferenciales de segundo orden con coeficientes polinómicos: teoría, algoritmo, aplicación

Autores: Bryenton, Kyle R.; Cameron, Andrew R.; Kirk, Keegan L. A.; Saad, Nasser; Strongman, Patrick; Volodin, Nikita

Idioma: Inglés

Editor: MDPI

Año: 2020

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Acceso abierto

Artículo científico
2020

Sobre las soluciones de ecuaciones diferenciales de segundo orden con coeficientes polinómicos: teoría, algoritmo, aplicación


Categoría

Ingeniería y Tecnología

Subcategoría

Ingeniería de Software

Palabras clave

Fenómenos físicos
Ecuaciones diferenciales lineales
Coeficientes polinomiales
Existencia
Soluciones
Condiciones necesarias

Licencia

CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual

Consultas: 24

Citaciones: Sin citaciones


Descripción
El análisis de muchos fenómenos físicos se reduce al estudio de ecuaciones diferenciales lineales con coeficientes polinómicos. El presente trabajo establece las condiciones necesarias y suficientes para la existencia de soluciones polinómicas a ecuaciones diferenciales lineales con coeficientes polinómicos de grado , y respectivamente. Mostramos que para la condición necesaria no es suficiente para asegurar la existencia de las soluciones polinómicas. Aplicando el criterio de Scheffé a esta ecuación diferencial, hemos extraído ecuaciones genéricas que son analíticamente solubles mediante fórmulas de recurrencia de dos términos. Damos las soluciones en forma cerrada de estas ecuaciones genéricas en términos de las funciones hipergeométricas generalizadas. Para arbitrario , se desarrollaron tres teoremas elementales y un algoritmo para construir explícitamente las soluciones polinómicas junto con las condiciones necesarias y suficientes. Demostramos la validez del algoritmo al construir las soluciones polinómicas para el caso de . También demostramos la simplicidad y aplicabilidad de nuestro enfoque constructivo a través de aplicaciones a varias ecuaciones importantes en la física teórica como las ecuaciones de Heun y Dirac.

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