Función omega de Wright

Función matemática

La función omega de Wright a lo largo de una parte del eje real

En matemáticas , la función omega de Wright o función de Wright , [nota 1] denotada ω , se define en términos de la función W de Lambert como:

ω ( el ) = Yo I metro ( el ) π 2 π ( mi el ) . {\displaystyle \omega (z)=W_{{\big \lceil }{\frac {\mathrm {Estoy} (z)-\pi }{2\pi }}{\big \rceil }}(e^{ z}).}

Usos

Una de las principales aplicaciones de esta función es en la resolución de la ecuación z  = ln( z ), ya que la única solución viene dada por z  =  e −ω( π  i ) .

y = ω( z ) es la única solución, cuando x  ≤ −1, de la ecuación y  + ln( y ) =  z . Excepto para esos dos valores, la función omega de Wright es continua , incluso analítica . el incógnita ± i π {\displaystyle z\neq x\pm i\pi }

Propiedades

La función omega de Wright satisface la relación . Yo a ( el ) = ω ( En ( el ) + 2 π i a ) {\displaystyle W_{k}(z)=\omega (\ln(z)+2\pi ik)}

También satisface la ecuación diferencial

d ω d el = ω 1 + ω {\displaystyle {\frac {d\omega }{dz}}={\frac {\omega }{1+\omega }}}

donde ω es analítico (como se puede ver realizando la separación de variables y recuperando la ecuación ), y como consecuencia su integral se puede expresar como: En ( ω ) + ω = el {\displaystyle \ln(\omega )+\omega =z}

ω norte d el = { ω norte + 1 1 norte + 1 + ω norte norte si  norte 1 , En ( ω ) 1 ω si  norte = 1. {\displaystyle \int \omega ^{n}\,dz={\begin{cases}{\frac {\omega ^{n+1}-1}{n+1}}+{\frac {\omega ^{n}}{n}}&{\mbox{si }}n\neq -1,\\\ln(\omega )-{\frac {1}{\omega }}&{\mbox{si }}n=-1.\end{cases}}}

Su serie de Taylor alrededor del punto toma la forma: a = ω a + En ( ω a ) {\displaystyle a=\omega _{a}+\ln(\omega _{a})}

ω ( el ) = norte = 0 + q norte ( ω a ) ( 1 + ω a ) 2 norte 1 ( el a ) norte norte ! {\displaystyle \omega (z)=\sum _{n=0}^{+\infty }{\frac {q_{n}(\omega _{a})}{(1+\omega _{a})^{2n-1}}}{\frac {(za)^{n}}{n!}}}

dónde

q norte ( el ) = a = 0 norte 1 norte + 1 a ( 1 ) a el a + 1 {\displaystyle q_{n}(w)=\sum _{k=0}^{n-1}{\bigg \langle }\!\!{\bigg \langle }{\begin{matriz}n+1\\k\end{matriz}}{\bigg \rangle }\!\!{\bigg \rangle }(-1)^{k}w^{k+1}}

En el cual

norte a {\displaystyle {\bigg \langle }\!\!{\bigg \langle }{\begin{matriz}n\\k\end{matriz}}{\bigg \rangle }\!\!{\bigg \rangle }}

es un número euleriano de segundo orden .

Valores

ω ( 0 ) = Yo 0 ( 1 ) 0,56714 ω ( 1 ) = 1 ω ( 1 ± i π ) = 1 ω ( 1 3 + En ( 1 3 ) + i π ) = 1 3 ω ( 1 3 + En ( 1 3 ) i π ) = Yo 1 ( 1 3 mi 1 3 ) 2.237147028 {\displaystyle {\begin{array}{lll}\omega (0)&=W_{0}(1)&\approx 0,56714\\\omega (1)&=1&\\\omega (-1\pm i\pi )&=-1&\\\omega (-{\frac {1}{3}}+\ln \left({\frac {1}{3}}\right)+i\pi )&=-{\frac {1}{3}}&\\\omega (-{\frac {1}{3}}+\ln \left({\frac {1}{3}}\right)-i\pi )&=W_{-1}\left(-{\frac {1}{3}}e^{-{\frac {1}{3}}}\right)&\approx -2,237147028\\\end{array}}}

Parcelas

Notas

  1. ^ No debe confundirse con la función Fox-Wright , también conocida como función de Wright.

Referencias

  • "Sobre la función ω de Wright", Robert Corless y David Jeffrey
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