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Schlömilch's series

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492: 208: 1536: 1334: 1172: 487:{\displaystyle {\begin{aligned}a_{0}&=f(0)+{\frac {1}{\pi }}\int _{0}^{\pi }\int _{0}^{\pi /2}uf'(u\sin \theta )\ d\theta \ du,\\a_{n}&={\frac {2}{\pi }}\int _{0}^{\pi }\int _{0}^{\pi /2}u\cos nu\ f'(u\sin \theta )\ d\theta \ du.\end{aligned}}} 872: 1340: 634: 197: 1652: 1178: 213: 1745:(1911). LXII. On a physical interpretation of Schlömilch's theorem in Bessel's functions. The London, Edinburgh, and Dublin Philosophical Magazine and Journal of Science, 21(124), 567-571. 1032: 923: 1021: 955: 670: 640:. This is particularly interesting because the null function is represented by a series expansion in which not all the coefficients are zero. The series converges only when 989: 727: 536: 56: 1531:{\displaystyle {\frac {1}{x}}+\sum _{m=1}^{k}{\frac {2}{\sqrt {x^{2}-4m^{2}\pi ^{2}}}}={\frac {1}{2}}+\sum _{n=1}^{\infty }J_{0}(nx),\quad 2k\pi <x<2(k+1)\pi .} 1682: 722: 1570: 93: 696: 1742: 541: 1766:
Chapman, S. (1911). On the general theory of summability, with application to Fourier's and other series. Quarterly Journal, 43, 1-52.
101: 59: 1329:{\displaystyle x^{2}={\frac {2\pi ^{2}}{3}}+8\sum _{n=1}^{\infty }{\frac {(-1)^{n}}{n^{2}}}J_{0}(nx),\quad -\pi <x<\pi .} 1575: 1024: 1730: 1167:{\displaystyle x={\frac {\pi ^{2}}{4}}-2\sum _{n=1,3,...}^{\infty }{\frac {J_{0}(nx)}{n^{2}}},\quad 0<x<\pi .} 1791: 877: 994: 928: 867:{\displaystyle 0={\frac {1}{2\Gamma (\nu +1)}}+\sum _{n=1}^{\infty }(-1)^{n}J_{0}(nx)/(nx/2)^{\nu }} 643: 63: 960: 509: 29: 1661: 1655: 701: 1543: 1722: 69: 1713:
Schlomilch, G. (1857). On Bessel's function. Zeitschrift fur Math, and Pkys., 2, 155-158.
675: 1694: 637: 23: 1785: 1754: 1726: 1757:(1995). A treatise on the theory of Bessel functions. Cambridge university press. 26:
type expansion of twice continuously differentiable function in the interval
1775:
Nielsen, N. (1904). Handbuch der theorie der cylinderfunktionen. BG Teubner.
629:{\displaystyle 0={\frac {1}{2}}+\sum _{n=1}^{\infty }(-1)^{n}J_{0}(nx)} 192:{\displaystyle f(x)=a_{0}+\sum _{n=1}^{\infty }a_{n}J_{0}(nx),} 66:, who derived the series in 1857. The real-valued function 502:
Some examples of Schlömilch's series are the following:
1647:{\displaystyle 1+\sum _{n=1}^{\infty }e^{-nz}J_{0}(nr)} 1572:
are the cylindrical polar coordinates, then the series
1664: 1578: 1546: 1343: 1181: 1035: 997: 963: 931: 880: 730: 704: 678: 646: 544: 512: 211: 104: 72: 32: 1676: 1646: 1564: 1530: 1328: 1166: 1015: 983: 949: 917: 866: 716: 690: 664: 628: 530: 486: 191: 87: 50: 8: 1663: 1626: 1610: 1600: 1589: 1577: 1545: 1464: 1454: 1443: 1426: 1414: 1404: 1388: 1378: 1372: 1361: 1344: 1342: 1283: 1271: 1260: 1244: 1238: 1227: 1205: 1195: 1186: 1180: 1134: 1111: 1104: 1098: 1069: 1048: 1042: 1034: 996: 973: 962: 930: 907: 887: 879: 858: 846: 832: 814: 804: 785: 774: 737: 729: 703: 677: 645: 608: 598: 579: 568: 551: 543: 538:can be expressed by Schlömilch's Series, 511: 405: 401: 396: 386: 381: 367: 354: 286: 282: 277: 267: 262: 248: 220: 212: 210: 168: 158: 148: 137: 124: 103: 71: 31: 1706: 62:, named after the German mathematician 1023:. These properties were identified by 724:. This theorem is generalized so that 7: 918:{\displaystyle -1/2<\nu \leq 1/2} 1601: 1455: 1239: 1099: 786: 746: 580: 149: 14: 60:Bessel function of the first kind 1485: 1304: 1145: 1016:{\displaystyle 0<x\leq \pi } 506:Null functions in the interval 1641: 1632: 1559: 1547: 1519: 1507: 1479: 1470: 1298: 1289: 1257: 1247: 1126: 1117: 950:{\displaystyle 0<x<\pi } 855: 837: 829: 820: 801: 791: 761: 749: 665:{\displaystyle 0<x<\pi } 636:, which cannot be obtained by 623: 614: 595: 585: 525: 513: 456: 441: 322: 307: 242: 236: 183: 174: 114: 108: 82: 76: 45: 33: 1: 1733:. Cambridge university press. 95:has the following expansion: 16:Fourier series type expansion 1731:A Course of Modern Analysis 984:{\displaystyle \nu >1/2} 672:; the series oscillates at 1808: 531:{\displaystyle (0,\pi )} 51:{\displaystyle (0,\pi )} 1678: 1677:{\displaystyle z>0} 1648: 1605: 1566: 1532: 1459: 1377: 1330: 1243: 1168: 1103: 1017: 985: 951: 919: 868: 790: 718: 717:{\displaystyle x=\pi } 692: 666: 630: 584: 532: 488: 193: 153: 89: 52: 1679: 1649: 1585: 1567: 1565:{\displaystyle (r,z)} 1533: 1439: 1357: 1331: 1223: 1169: 1065: 1018: 986: 952: 920: 869: 770: 719: 693: 667: 631: 564: 533: 489: 194: 133: 90: 53: 1662: 1576: 1544: 1341: 1179: 1033: 995: 961: 929: 878: 728: 702: 676: 644: 542: 510: 209: 102: 88:{\displaystyle f(x)} 70: 30: 691:{\displaystyle x=0} 414: 391: 295: 272: 20:Schlömilch's series 1674: 1644: 1562: 1528: 1326: 1164: 1013: 981: 947: 915: 864: 714: 688: 662: 626: 528: 484: 482: 392: 377: 273: 258: 189: 85: 48: 1792:Series expansions 1654:is a solution of 1434: 1421: 1420: 1352: 1277: 1215: 1140: 1057: 765: 559: 470: 461: 432: 375: 336: 327: 256: 1799: 1776: 1773: 1767: 1764: 1758: 1752: 1746: 1740: 1734: 1723:Whittaker, E. T. 1720: 1714: 1711: 1683: 1681: 1680: 1675: 1656:Laplace equation 1653: 1651: 1650: 1645: 1631: 1630: 1621: 1620: 1604: 1599: 1571: 1569: 1568: 1563: 1537: 1535: 1534: 1529: 1469: 1468: 1458: 1453: 1435: 1427: 1422: 1419: 1418: 1409: 1408: 1393: 1392: 1383: 1379: 1376: 1371: 1353: 1345: 1335: 1333: 1332: 1327: 1288: 1287: 1278: 1276: 1275: 1266: 1265: 1264: 1245: 1242: 1237: 1216: 1211: 1210: 1209: 1196: 1191: 1190: 1173: 1171: 1170: 1165: 1141: 1139: 1138: 1129: 1116: 1115: 1105: 1102: 1097: 1058: 1053: 1052: 1043: 1022: 1020: 1019: 1014: 990: 988: 987: 982: 977: 956: 954: 953: 948: 924: 922: 921: 916: 911: 891: 873: 871: 870: 865: 863: 862: 850: 836: 819: 818: 809: 808: 789: 784: 766: 764: 738: 723: 721: 720: 715: 698:and diverges at 697: 695: 694: 689: 671: 669: 668: 663: 635: 633: 632: 627: 613: 612: 603: 602: 583: 578: 560: 552: 537: 535: 534: 529: 493: 491: 490: 485: 483: 468: 459: 440: 430: 413: 409: 400: 390: 385: 376: 368: 359: 358: 334: 325: 306: 294: 290: 281: 271: 266: 257: 249: 225: 224: 198: 196: 195: 190: 173: 172: 163: 162: 152: 147: 129: 128: 94: 92: 91: 86: 64:Oskar Schlömilch 58:in terms of the 57: 55: 54: 49: 1807: 1806: 1802: 1801: 1800: 1798: 1797: 1796: 1782: 1781: 1780: 1779: 1774: 1770: 1765: 1761: 1753: 1749: 1741: 1737: 1721: 1717: 1712: 1708: 1703: 1691: 1660: 1659: 1622: 1606: 1574: 1573: 1542: 1541: 1460: 1410: 1400: 1384: 1339: 1338: 1279: 1267: 1256: 1246: 1201: 1197: 1182: 1177: 1176: 1130: 1107: 1106: 1044: 1031: 1030: 993: 992: 959: 958: 927: 926: 876: 875: 854: 810: 800: 742: 726: 725: 700: 699: 674: 673: 642: 641: 604: 594: 540: 539: 508: 507: 500: 481: 480: 433: 360: 350: 347: 346: 299: 226: 216: 207: 206: 164: 154: 120: 100: 99: 68: 67: 28: 27: 17: 12: 11: 5: 1805: 1803: 1795: 1794: 1784: 1783: 1778: 1777: 1768: 1759: 1747: 1735: 1715: 1705: 1704: 1702: 1699: 1698: 1697: 1695:Kapteyn series 1690: 1687: 1686: 1685: 1673: 1670: 1667: 1643: 1640: 1637: 1634: 1629: 1625: 1619: 1616: 1613: 1609: 1603: 1598: 1595: 1592: 1588: 1584: 1581: 1561: 1558: 1555: 1552: 1549: 1538: 1527: 1524: 1521: 1518: 1515: 1512: 1509: 1506: 1503: 1500: 1497: 1494: 1491: 1488: 1484: 1481: 1478: 1475: 1472: 1467: 1463: 1457: 1452: 1449: 1446: 1442: 1438: 1433: 1430: 1425: 1417: 1413: 1407: 1403: 1399: 1396: 1391: 1387: 1382: 1375: 1370: 1367: 1364: 1360: 1356: 1351: 1348: 1336: 1325: 1322: 1319: 1316: 1313: 1310: 1307: 1303: 1300: 1297: 1294: 1291: 1286: 1282: 1274: 1270: 1263: 1259: 1255: 1252: 1249: 1241: 1236: 1233: 1230: 1226: 1222: 1219: 1214: 1208: 1204: 1200: 1194: 1189: 1185: 1174: 1163: 1160: 1157: 1154: 1151: 1148: 1144: 1137: 1133: 1128: 1125: 1122: 1119: 1114: 1110: 1101: 1096: 1093: 1090: 1087: 1084: 1081: 1078: 1075: 1072: 1068: 1064: 1061: 1056: 1051: 1047: 1041: 1038: 1028: 1012: 1009: 1006: 1003: 1000: 980: 976: 972: 969: 966: 957:and also when 946: 943: 940: 937: 934: 914: 910: 906: 903: 900: 897: 894: 890: 886: 883: 861: 857: 853: 849: 845: 842: 839: 835: 831: 828: 825: 822: 817: 813: 807: 803: 799: 796: 793: 788: 783: 780: 777: 773: 769: 763: 760: 757: 754: 751: 748: 745: 741: 736: 733: 713: 710: 707: 687: 684: 681: 661: 658: 655: 652: 649: 638:Fourier Series 625: 622: 619: 616: 611: 607: 601: 597: 593: 590: 587: 582: 577: 574: 571: 567: 563: 558: 555: 550: 547: 527: 524: 521: 518: 515: 499: 496: 495: 494: 479: 476: 473: 467: 464: 458: 455: 452: 449: 446: 443: 439: 436: 429: 426: 423: 420: 417: 412: 408: 404: 399: 395: 389: 384: 380: 374: 371: 366: 363: 361: 357: 353: 349: 348: 345: 342: 339: 333: 330: 324: 321: 318: 315: 312: 309: 305: 302: 298: 293: 289: 285: 280: 276: 270: 265: 261: 255: 252: 247: 244: 241: 238: 235: 232: 229: 227: 223: 219: 215: 214: 200: 199: 188: 185: 182: 179: 176: 171: 167: 161: 157: 151: 146: 143: 140: 136: 132: 127: 123: 119: 116: 113: 110: 107: 84: 81: 78: 75: 47: 44: 41: 38: 35: 24:Fourier series 15: 13: 10: 9: 6: 4: 3: 2: 1804: 1793: 1790: 1789: 1787: 1772: 1769: 1763: 1760: 1756: 1755:Watson, G. N. 1751: 1748: 1744: 1743:Lord Rayleigh 1739: 1736: 1732: 1728: 1727:Watson, G. 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Index

Fourier series
Bessel function of the first kind
Oskar Schlömilch
Fourier Series
Niels Nielsen
Laplace equation
Kapteyn series
Whittaker, E. T.
Watson, G. N.
A Course of Modern Analysis
Lord Rayleigh
Watson, G. N.
Category
Series expansions

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