2 Eq.(17)で表される関数列

図 7: $ n=15,10,20$
\includegraphics[width=10.00truecm,scale=1.1]{n5n10n20_exp.eps}

図 8: $ n=100,1000,10000$
\includegraphics[width=10.00truecm,scale=1.1]{n100n1000n10000_exp.eps}

Eq.(13)のときと同様に、$ n$の値が大きくなるにつれ$ x\ne 0$での値は無視できる程に小さくなり、$ x=0$での値が支配的になるようが分かる。 Eq.(13)のときとは違い振動がないが、収束の速度が遅いのが分かる(Eq.(11)とEq.(15)の違いによる)。

次にEq.(17)を微分したものをグラフにする。

$\displaystyle \varphi _n'(x)$ $\displaystyle = (-2nx)\sqrt{\frac{n}{\pi}}\, \exp\left(-nx^2\right)$    
$\displaystyle \varphi _n''(x)$ $\displaystyle = \frac{2\,n^{\frac{3}{2}}\,\left( -1 + 2\,n\,x^2 \right) }{{\sqrt{\pi }}} \exp\left(-nx^2\right)$    
$\displaystyle \varphi _n'''(x)$ $\displaystyle = \frac{-4\,n^{\frac{5}{2}}\,x\,\left( -3 + 2\,n\,x^2 \right) }{{\sqrt{\pi }}} \exp\left(-nx^2\right)$    
$\displaystyle \varphi _n''''(x)$ $\displaystyle = \frac{4\,n^{\frac{5}{2}}\,\left( 3 + 4\,n\,x^2\,\left( -3 + n\,x^2 \right) \right) }{{\sqrt{\pi }}} \exp\left(-nx^2\right)$    
$\displaystyle \vdots$ $\displaystyle \qquad\vdots$    

図 9: 一階微分$ (n=1000)$
\includegraphics[width=7.00truecm,scale=1.1]{Prime1.eps}

図 10: 二階微分$ (n=1000)$
\includegraphics[width=7.00truecm,scale=1.1]{Prime2.eps}

図 11: 三階微分$ (n=1000)$
\includegraphics[width=7.00truecm,scale=1.1]{Prime3.eps}

図 12: 四階微分$ (n=1000)$
\includegraphics[width=7.00truecm,scale=1.1]{Prime4.eps}

微分についてもEq.(13)のとき同様であるが、振動がないぶんピークがはっきり分かる。 しかしその減衰は指数関数的であるから、内側のピークに比べると外側のピークの値は小さくなっている。

fat-cat 平成17年2月18日