Цилиндрические функции 1-го рода; возникают при рассмотрении физических процессов (теплопроводности, диффузии, колебаний и пр.) в областях с круговой и цилиндрической симметрией; являются решениями
Бесселя уравнения (См.
Бесселя уравнение)
.
Б. ф. Jp порядка (индекса) р, - ∞ < p < ∞, представляется рядом
сходящимся при всех х. Её график при х > 0 имеет вид затухающего колебания; Jp (x) имеет бесчисленное множество нулей; поведение Jp (x) при малых |х| даётся первым слагаемым ряда (*), при больших х > 0 справедливо асимптотическое представление
в котором отчётливо проявляется колебательный характер функции. Б. ф. "полуцелого" порядка р = n + 1/2 выражаются через элементарные функции; в частности,
Б. ф.
Jp (μ
pnx/l) (где μ
pn - положительные нули
Jp (
x)
, р > -
1/
2) образуют ортогональную с весом
х в промежутке (0,
l) систему (см.
Ортогональная система функций)
.
Функция
J0 была впервые рассмотрена Д.
Бернулли в работе, посвященной колебанию тяжёлых цепей (1732). Л.
Эйлер, рассматривая задачу о колебаниях круглой мембраны (1738), пришёл к уравнению
Бесселя с целыми значениями
р =
n и нашёл выражение
J"(
x) в виде ряда по степеням
х. В последующих работах он распространил это выражение на случай произвольных значений
р. Ф. Бессель исследовал (1824) функции
Jp (
x) в связи с изучением движения планет вокруг Солнца. Он составил первые таблицы для
J0(
x)
, J1(
x)
, J2(
x)
.
Лит.: Ватсон Г. Н., Теория бесселевых функций, пер. с англ., ч. 1-2, М., 1949; Лебедев Н. Н., Специальные функции и их приложения, 2 изд., М.- Л., 1963; Бейтмен Г., Эрдейи А., Высшие трансцендентные функции, функции Бесселя, функции параболического цилиндра, ортогональные многочлены, пер. с англ., М., 1966.
П. И. Лизоркин.