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[maxima.git] / doc / info / pt_BR / Special.texi
blob20bb0e00483741c7b46091526d2cb55d31f343cf
1 @c Language: Brazilian Portuguese, Encoding: iso-8859-1
2 @c /Special.texi/1.29/Sat Jun  2 00:13:09 2007/-ko/
3 @menu
4 * Introdução a Funções Especiais::  
5 * Funções e Variáveis Definidas para Funções Especiais::  
6 @end menu
8 @node Introdução a Funções Especiais, Funções e Variáveis Definidas para Funções Especiais, Funções Especiais, Funções Especiais
9 @section Introdução a Funções Especiais
11 A notação de função especial segue adiante:
13 @example
14 bessel_j (index, expr)         Função de Bessel, primeiro tipo
15 bessel_y (index, expr)         Função de Bessel, segundo tipo
16 bessel_i (index, expr)         Função de Bessel modificada, primeiro tipo
17 bessel_k (index, expr)         Função de Bessel modificada, segundo tipo
18 %he[n] (z)                     Polinômio de Hermite (Note bem: @code{he}, não @code{h}. Veja A&S 22.5.18)
19 %p[u,v] (z)                    Função de Legendre
20 %q[u,v] (z)                    Função de Legendre, segundo tipo
21 hstruve[n] (z)                 Função H de Struve H
22 lstruve[n] (z)                 Função L de Struve
23 %f[p,q] ([], [], expr)         Função Hipergeométrica Generalizada
24 gamma()                        Função Gamma
25 gamma_incomplete_lower(a,z)    Função gama incompleta inferior
26 gammaincomplete(a,z)           Final da função gama incompleta
27 @c IS slommel THE "LOMMEL" FUNCTION ?? NOT OTHERWISE MENTIONED IN TEXINFO FILES
28 slommel
29 %m[u,k] (z)                    Função de Whittaker, primeiro tipo
30 %w[u,k] (z)                    Função de Whittaker, segundo tipo
31 erfc (z)                       Complemento da função erf (função de erros - integral da distribuição normal)
32 ei (z)                         Integral de exponencial (?)
33 kelliptic (z)                  integral eliptica completa de primeiro tipo (K)
34 %d [n] (z)                     Função cilíndrica parabólica
35 @end example
37 @node Funções e Variáveis Definidas para Funções Especiais,  , Introdução a Funções Especiais, Funções Especiais
38 @section Funções e Variáveis Definidas para Funções Especiais
40 @deffn {Função} airy_ai (@var{x})
41 A função de Airy Ai, como definida em Abramowitz e Stegun,
42 @i{Handbook of Mathematical Functions}, Sessão 10.4. 
44 A equação de Airy @code{diff (y(x), x, 2) - x y(x) = 0} tem duas 
45 soluções linearmente independentes, @code{y = Ai(x)} e @code{y = Bi(x)}.
46 A derivada de @code{diff (airy_ai(x), x)} é @code{airy_dai(x)}.
48 Se o argumento @code{x} for um número real ou um número complexo qualquer deles em ponto
49 flutuante , o valor numérico de @code{airy_ai} é retornado 
50 quando possível.
52 Veja também @code{airy_bi}, @code{airy_dai}, @code{airy_dbi}.
53 @end deffn
56 @deffn {Função} airy_dai (@var{x})
57 A derivada da função de Airy Ai @code{airy_ai(x)}. 
59 Veja @code{airy_ai}.
60 @end deffn
62 @deffn {Função} airy_bi (@var{x})
63 A função de Airy Bi, como definida em Abramowitz e Stegun,
64 @i{Handbook of Mathematical Functions}, Sessão 10.4, 
65 é a segunda solução da equação de Airy
66 @code{diff (y(x), x, 2) - x y(x) = 0}.
68 Se o argumento @code{x} for um número real ou um número complexo qualquer deles em ponto flutuante,
69 o valor numérico de @code{airy_bi} é retornado quando possível.
70 Em outros casos a expressão não avaliada é retornada.
72 A derivada de @code{diff (airy_bi(x), x)} é @code{airy_dbi(x)}.
74 Veja @code{airy_ai}, @code{airy_dbi}.
75 @end deffn
78 @deffn {Função} airy_dbi (@var{x})
79 A derivada de função de Airy Bi @code{airy_bi(x)}.
81 Veja @code{airy_ai} e @code{airy_bi}.
82 @end deffn
84 @deffn {Função} asympa
85 @code{asympa} é um pacote para análise assintótica. O pacote contém
86 funções de simplificação para análise assintótica, incluindo as funções 
87 ``grande O'' e ``pequeno o'' que são largamente usadas em análises de complexidade e
88 análise numérica.
90 @code{load ("asympa")} chama esse pacote.
92 @end deffn
94 @deffn {Função} bessel (@var{z}, @var{a}) 
95 A função de Bessel de primeiro tipo.
97 Essa função está desatualizada.  Escreva @code{bessel_j (@var{z}, @var{a})} em lugar dessa.
99 @end deffn
102 @deffn {Função} bessel_j (@var{v}, @var{z})
103 A função de Bessel do primeiro tipo de ordem @math{v} e argumento @math{z}.
105 @code{bessel_j} calcula o array @code{besselarray} tal que
106 @code{besselarray [i] = bessel_j [i + v - int(v)] (z)} para @code{i} de zero a @code{int(v)}.
108 @code{bessel_j} é definida como
109 @ifhtml
110 @example
111                 inf
112                 ====       k  - v - 2 k  v + 2 k
113                 \     (- 1)  2          z
114                  >    --------------------------
115                 /        k! gamma(v + k + 1)
116                 ====
117                 k = 0
118 @end example
119 @end ifhtml
120 @ifinfo
121 @example
122                 inf
123                 ====       k  - v - 2 k  v + 2 k
124                 \     (- 1)  2          z
125                  >    --------------------------
126                 /        k! gamma(v + k + 1)
127                 ====
128                 k = 0
129 @end example
130 @end ifinfo
132 @tex
133 $$\sum_{k=0}^{\infty }{{{\left(-1\right)^{k}\,\left(z\over 2\right)^{v+2\,k}
134  }\over{k!\,\Gamma\left(v+k+1\right)}}}$$
135 @end tex
137 todavia séries infinitas não são usadas nos cálculos.
139 @end deffn
142 @deffn {Função} bessel_y (@var{v}, @var{z})
143 A função de Bessel do segundo tipo de ordem @math{v} e argumento @math{z}.
145 @code{bessel_y} calcula o array @code{besselarray} tal que
146 @code{besselarray [i] = bessel_y [i + v - int(v)] (z)} para @code{i} de zero a @code{int(v)}.
148 @code{bessel_y} é definida como
149 @ifhtml
150 @example
151               cos(%pi v) bessel_j(v, z) - bessel_j(-v, z)
152               -------------------------------------------
153                              sin(%pi v)
154 @end example
155 @end ifhtml
156 @ifinfo
157 @example
158               cos(%pi v) bessel_j(v, z) - bessel_j(-v, z)
159               -------------------------------------------
160                              sin(%pi v)
161 @end example
162 @end ifinfo
164 @tex
165 $${{\cos \left(\pi\,v\right)\,J_{v}(z)-J_{-v}(z)}\over{
166  \sin \left(\pi\,v\right)}}$$
167 @end tex
169 quando @math{v} não for um inteiro.  Quando @math{v} for um inteiro @math{n},
170 o limite com @math{v} aprocimando-se de @math{n} é tomado.
172 @end deffn
175 @deffn {Função} bessel_i (@var{v}, @var{z})
176 A função de Bessel modificada de primeiro tipo de ordem @math{v} e argumento @math{z}.
178 @code{bessel_i} calcula o array @code{besselarray} tal que
179 @code{besselarray [i] = bessel_i [i + v - int(v)] (z)} para @code{i} de zero a @code{int(v)}.
181 @code{bessel_i} é definida como
182 @ifhtml
183 @example
184                     inf
185                     ====   - v - 2 k  v + 2 k
186                     \     2          z
187                      >    -------------------
188                     /     k! gamma(v + k + 1)
189                     ====
190                     k = 0
191 @end example
192 @end ifhtml
193 @ifinfo
194 @example
195                     inf
196                     ====   - v - 2 k  v + 2 k
197                     \     2          z
198                      >    -------------------
199                     /     k! gamma(v + k + 1)
200                     ====
201                     k = 0
202 @end example
203 @end ifinfo
205 @tex
206 $$\sum_{k=0}^{\infty } {{1\over{k!\,\Gamma
207  \left(v+k+1\right)}} {\left(z\over 2\right)^{v+2\,k}}}$$
208 @end tex
210 embora séries infinitas não são usadas nos cálculos.
212 @end deffn
215 @deffn {Função} bessel_k (@var{v}, @var{z})
216 A função de Bessel modificada de segundo tipo de ordem @math{v} e argumento @math{z}.
218 @code{bessel_k} calcula o array @code{besselarray} tal que
219 @code{besselarray [i] = bessel_k [i + v - int(v)] (z)} para @code{i} de zero a @code{int(v)}.
221 @code{bessel_k} é definida como
222 @ifhtml
223 @example
224            %pi csc(%pi v) (bessel_i(-v, z) - bessel_i(v, z))
225            -------------------------------------------------
226                                   2
227 @end example
228 @end ifhtml
229 @ifinfo
230 @example
231            %pi csc(%pi v) (bessel_i(-v, z) - bessel_i(v, z))
232            -------------------------------------------------
233                                   2
234 @end example
235 @end ifinfo
236 @tex
237 $${{\pi\,\csc \left(\pi\,v\right)\,\left(I_{-v}(z)-I_{v}(z)\right)}\over{2}}$$
238 @end tex
240 quando @math{v} não for inteiro.  Se @math{v} for um inteiro @math{n},
241 então o limite  com @math{v} aproximando-se de @math{n} é tomado.
243 @end deffn
245 @defvr {Variável de opção} besselexpand
246 Valor padrão: @code{false}
248 @c REPHRASE
249 Expansões de controle de funções de Bessel quando a ordem for a metade de
250 um inteiro ímpar.  Nesse caso, as funções de Bessel podem ser expandidas
251 em termos de outras funções elementares.  Quando @code{besselexpand} for @code{true},
252 a função de Bessel é expandida.
254 @example
255 (%i1) besselexpand: false$
256 (%i2) bessel_j (3/2, z);
257                                     3
258 (%o2)                      bessel_j(-, z)
259                                     2
260 (%i3) besselexpand: true$
261 (%i4) bessel_j (3/2, z);
262                           2 z   sin(z)   cos(z)
263 (%o4)                sqrt(---) (------ - ------)
264                           %pi      2       z
265                                   z
266 @end example
267 @end defvr
269 @deffn {Função} scaled_bessel_i (@var{v}, @var{z}) 
271 A função homotética modificada de Bessel de primeiro tipo de ordem
272 @math{v} e argumento @math{z}.  Isto é, @math{scaled_bessel_i(v,z) =
273 exp(-abs(z))*bessel_i(v, z)}. Essa função é particularmente útil
274 para calcular @math{bessel_i} para grandes valores de @math{z}.
275 Todavia, maxima não conhece outra forma muito mais sobre essa função.  Para
276 computação simbólica, é provavelmete preferível trabalhar com a expressão
277 @code{exp(-abs(z))*bessel_i(v, z)}.
279 @end deffn
281 @deffn {Função} scaled_bessel_i0 (@var{z}) 
283 Idêntica a @code{scaled_bessel_i(0,z)}.
285 @end deffn
287 @deffn {Função} scaled_bessel_i1 (@var{z}) 
289 Idêntica a @code{scaled_bessel_i(1,z)}.
291 @end deffn
293 @deffn {Função} beta (@var{x}, @var{y})
294 A função beta, definida como @code{gamma(x) gamma(y)/gamma(x + y)}.
295 @c SEEMS LIKE THERE SHOULD BE MORE TO SAY HERE
296 @c ANY SIMPLIFICATION RULES FOR THIS FUNCTION ??
298 @end deffn
300 @deffn {Função} gamma (@var{x})
301 A função gama.
303 @c SEEMS POINTLESS TO MENTION THE FOLLOWING IDENTITY, 
304 @c AS MAXIMA DOESN'T SEEM TO CARRY OUT THIS SIMPLIFICATION
305 @c GAMMA(I)=(I-1)!  for I a positive integer.
307 Veja também @code{makegamma}.
309 A variável @code{gammalim} controla a simplificação da função gama.
311 A constante de Euler-Mascheroni é @code{%gamma}.
313 @end deffn
315 @defvr {Variável de opção} gammalim
316 Valor padrão: 1000000
318 @c REPHRASE
319 @code{gammalim} controla a simplificação da função
320 gama para integral e argumentos na forma de números racionais.  Se o valor
321 absoluto do argumento não for maior que @code{gammalim}, então
322 a simplificação ocorrerá.  Note que @code{factlim} comuta controle de
323 simplificaçcão do resultado de @code{gamma} de um argumento inteiro também.
325 @end defvr
327 @c NEED EXAMPLES HERE
328 @deffn {Função} intopois (@var{a})
329 Converte @var{a} em um código de Poisson.
331 @end deffn
333 @c NEED CROSS REFS HERE
334 @c NEED EXAMPLES HERE
335 @deffn {Função} makefact (@var{expr})
336 Transforma instâncias de funções binomiais, gama,
337 e beta em @var{expr} para fatoriais.
339 Veja também @code{makegamma}.
341 @end deffn
343 @c NEED CROSS REFS HERE
344 @c NEED EXAMPLES HERE
345 @deffn {Função} makegamma (@var{expr})
346 Transforma instâncias de funções binomiais, fatorial,
347 e beta em @var{expr} para funções gama.
349 Veja também @code{makefact}.
351 @end deffn
353 @c AREN'T THERE OTHER FUNCTIONS THAT DO ESSENTIALLY THE SAME THING ??
354 @deffn {Função} numfactor (@var{expr})
355 Retorna o fator numérico multiplicando a expressão
356 @var{expr}, que pode ser um termo simples.
358 @c WHY IS content MENTIONED IN THIS CONTEXT ??
359 @code{content} retorna o máximo divisor comum (mdc) de todos os termos em uma adição.
361 @example
362 (%i1) gamma (7/2);
363                           15 sqrt(%pi)
364 (%o1)                     ------------
365                                8
366 (%i2) numfactor (%);
367                                15
368 (%o2)                          --
369                                8
370 @end example
372 @end deffn
374 @c NEED EXAMPLES HERE
375 @deffn {Função} outofpois (@var{a})
376 Converte @var{a} de um código de Poisson para uma representação
377 geral.  Se @var{a} não for uma forma de Poisson, @code{outofpois} realiza a conversão,
378 i.e., o valor de retorno é @code{outofpois (intopois (@var{a}))}.
379 Essa função é desse modo um simplificador canônico
380 para adições e potências de termos de seno e cosseno de um tipo particular.
382 @end deffn
384 @c NEED MORE INFO HERE
385 @c NEED EXAMPLES HERE
386 @deffn {Função} poisdiff (@var{a}, @var{b})
387 Deriva @var{a} em relação a @var{b}.  @var{b} deve ocorrer somente
388 nos argumentos trigonométricos ou somente nos coeficientes.
390 @end deffn
392 @c LOOKING AT THE CODE IN src/pois3.lisp, THIS FCN SEEMS TO COMPUTE THE EXPONENT BY MULTIPLYING IN A LOOP
393 @c DUNNO HOW WE WANT TO EXPLAIN THAT
394 @c REPHRASE WITHOUT USING THE TERM "FUNCTIONALLY IDENTICAL"
395 @deffn {Função} poisexpt (@var{a}, @var{b})
396 Funcionalmente identica a @code{intopois (@var{a}^@var{b})}.
397 @var{b} deve ser um inteiro positico.
399 @end deffn
401 @c WHAT IS THIS ABOUT ??
402 @deffn {Função} poisint (@var{a}, @var{b})
403 Integra em um senso restrito similarmente (para
404 @code{poisdiff}).  Termos não periódicos em @var{b} são diminuídos se @var{b} estiver em argumentos
405 trigonométricos.
407 @end deffn
409 @defvr {Variável de opção} poislim
410 Valor padrão: 5
412 @code{poislim} determina o domínio dos coeficientes nos
413 argumentos de funções trigonométricas.  O valor inicial de 5
414 corresponde ao intervalo [-2^(5-1)+1,2^(5-1)], ou [-15,16], mas isso
415 pode ser alterado para [-2^(n-1)+1, 2^(n-1)].
417 @end defvr
419 @c UMM, WHAT IS THIS ABOUT EXACTLY ?? EXAMPLES NEEDED
420 @deffn {Função} poismap (@var{series}, @var{sinfn}, @var{cosfn})
421 mapeará as funções @var{sinfn} sobre os
422 termos de seno e @var{cosfn} ssobre os termos de cosseno das séries de Poisson dadas.
423 @var{sinfn} e @var{cosfn} são funções de dois argumentos que são um coeficiente
424 e uma parte trigonométrica de um termo em séries respectivamente.
426 @end deffn
428 @c REPHRASE WITHOUT USING THE TERM "FUNCTIONALLY IDENTICAL"
429 @deffn {Função} poisplus (@var{a}, @var{b})
430 É funcionalmente identica a @code{intopois (a + b)}.
432 @end deffn
434 @deffn {Função} poissimp (@var{a})
435 Converte @var{a} em séries de Poisson para @var{a} em representação
436 geral.
438 @end deffn
440 @c MORE INFO NEEDED HERE
441 @defvr {Símbolo especial} poisson
442 O símbolo @code{/P/} segue o rótulo de linha de uma expressão contendo séries de
443 Poisson.
445 @end defvr
447 @deffn {Função} poissubst (@var{a}, @var{b}, @var{c})
448 Substitue @var{a} por @var{b} em @var{c}.  @var{c} é uma série de Poisson.
450 (1) Quando @var{B} é uma variável @var{u}, @var{v}, @var{w}, @var{x}, @var{y}, ou @var{z},
451 então @var{a} deve ser uma
452 expressão linear nessas variáveis (e.g., @code{6*u + 4*v}).
454 (2) Quando @var{b} for outra que não essas variáveis, então @var{a} deve também ser
455 livre dessas variáveis, e alé disso, livre de senos ou cossenos.
457 @code{poissubst (@var{a}, @var{b}, @var{c}, @var{d}, @var{n})} é um tipo especial d substituição que
458 opera sobre @var{a} e @var{b} como no tipo (1) acima, mas onde @var{d} é uma série de
459 Poisson, expande @code{cos(@var{d})} e @code{sin(@var{d})} para a ordem @var{n} como provendo o
460 resultado da substituição @code{@var{a} + @var{d}} por @var{b} em @var{c}.  A idéia é que @var{d} é uma
461 expansão em termos de um pequeno parâmetro.  Por exemplo,
462 @code{poissubst (u, v, cos(v), %e, 3)} retorna @code{cos(u)*(1 - %e^2/2) - sin(u)*(%e - %e^3/6)}.
464 @end deffn
466 @c REPHRASE WITHOUT USING THE TERM "FUNCTIONALLY IDENTICAL"
467 @deffn {Função} poistimes (@var{a}, @var{b})
468 É funcionalmente idêntica a @code{intopois (@var{a}*@var{b})}.
470 @end deffn
472 @c HOW DOES THIS WORK ?? NEED MORE INFO AND EXAMPLES
473 @deffn {Função} poistrim ()
474 é um nome de função reservado que (se o usuário tiver definido
475 uma função com esse nome) é aplicada durante multiplicação de Poisson.  Isso é uma função
476 predicada de 6 argumentos que são os coeficientes de @var{u}, @var{v}, ..., @var{z}
477 em um termo.  Termos para os quais @code{poistrim} for @code{true} (para os coeficientes
478 daquele termo) são eliminados durante a multiplicação.
480 @end deffn
482 @deffn {Função} printpois (@var{a})
483 Mostra uma série de Poisson em um formato legível.  Em comum
484 com @code{outofpois}, essa função converterá @var{a} em um código de Poisson primeiro, se
485 necessário.
487 @end deffn
489 @c NEED INFO HERE ABOUT THE SUBSCRIPTED FORM psi[n](x)
490 @c I (rtoy) don't think there is a plain psi(x) function anymore.
491 @c @deffn {Função} psi (@var{x})
492 @c @deffnx {Função} psi [@var{n}](@var{x})
493 @deffn {Função} psi [@var{n}](@var{x})
495 A derivada de @code{log (gamma (@var{x}))} de ordem @code{@var{n}+1}.
496 Dessa forma, @code{psi[0](@var{x})} é a primeira derivada,
497 @code{psi[1](@var{x})} é a segunda derivada, etc.
499 Maxima não sabe como, em geral, calcular um valor numérico de
500 @code{psi}, mas Maxima pode calcular alguns valores exatos para argumentos racionais.
501 Muitas variáveis controlam qual intervalo de argumentos racionais @code{psi} irá
502 retornar um valor exato, se possível.  Veja @code{maxpsiposint},
503 @code{maxpsinegint}, @code{maxpsifracnum}, e @code{maxpsifracdenom}.
504 Isto é, @var{x} deve localizar-se entre @code{maxpsinegint} e
505 @code{maxpsiposint}.  Se o valor absoluto da parte facionária de
506 @var{x} for racional e tiver um numerador menor que @code{maxpsifracnum}
507 e tiver um denominador menor que @code{maxpsifracdenom}, @code{psi}
508 irá retornar um valor exato.
510 A função @code{bfpsi} no pacote @code{bffac} pode calcular
511 valores numéricos.
513  @end deffn
515 @defvr {Variável de opção} maxpsiposint
516 Valor padrão: 20
518 @code{maxpsiposint} é o maior valor positivo para o qual
519 @code{psi[n](x)} irá tentar calcular um valor exato.
521 @end defvr
523 @defvr {Variável de opção} maxpsinegint
524 Valor padrão: -10
526 @code{maxpsinegint} é o valor mais negativo para o qual
527 @code{psi[n](x)} irá tentar calcular um valor exato.  Isto é, se
528 @var{x} for menor que @code{maxnegint}, @code{psi[n](@var{x})} não irá
529 retornar resposta simplificada, mesmo se isso for possível.
531 @end defvr
533 @defvr {Variável de opção} maxpsifracnum
534 Valor padrão: 6
536 Tomemos @var{x} como sendo um número racional menor que a unidade e da forma @code{p/q}.
537 Se @code{p} for menor que @code{maxpsifracnum}, então
538 @code{psi[@var{n}](@var{x})} não irá tentar retornar um valor
539 simplificado.
541 @end defvr
543 @defvr {Variável de opção} maxpsifracdenom
544 Valor padrão: 6
546 Tomemos @var{x} como sendo um número racional menor que a unidade e da forma @code{p/q}.
547 Se @code{q} for maior que @code{maxpsifracdenom}, então
548 @code{psi[@var{n}](@var{x})} não irá tentar retornar um valor
549 simplificado.
551 @end defvr
553 @deffn {Function} specint (exp(- s*@var{t}) * @var{expr}, @var{t})
555 Calcula a trasformada de Laplace de @var{expr} com relação à variável @var{t}.
556 O integrando @var{expr} pode conter funções especiais.
558 Se @code{specint} não puder calcular a integral, o valor de retorno pode
559 coter vários símbolos do Lisp, incluindo
560 @code{other-defint-to-follow-negtest},
561 @code{other-lt-exponential-to-follow},
562 @code{product-of-y-with-nofract-indices}, etc.; isso é um erro.  
563 @c REPORTED AS SOURCEFORGE BUG # 1162505
565 @code{demo(hypgeo)} mostra muitos exemplos de tansformadas de Laplace calculados por meio de @code{specint}.
567 Exemplos:
568 @c ===beg===
569 @c assume (p > 0, a > 0);
570 @c specint (t^(1/2) * exp(-a*t/4) * exp(-p*t), t);
571 @c specint (t^(1/2) * bessel_j(1, 2 * a^(1/2) * t^(1/2)) * exp(-p*t), t);
572 @c ===end===
574 @example
575 (%i1) assume (p > 0, a > 0);
576 (%o1)                    [p > 0, a > 0]
577 (%i2) specint (t^(1/2) * exp(-a*t/4) * exp(-p*t), t);
578                            sqrt(%pi)
579 (%o2)                     ------------
580                                  a 3/2
581                           2 (p + -)
582                                  4
583 (%i3) specint (t^(1/2) * bessel_j(1, 2 * a^(1/2) * t^(1/2)) * exp(-p*t), t);
584                                    - a/p
585                          sqrt(a) %e
586 (%o3)                    ---------------
587                                 2
588                                p
589 @end example
591 @end deffn