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誤差関数の漸近展開

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誤差関数erf(x)=2π0xet2dt
相補誤差関数erfc(x)=1erf(x)
正規相補誤差関数(scaled complementary error function)
erfcx(x)=ex2erfc(x)
漸近展開は超幾何級数を用いて
erfcx(x)=1xπ 2F0(1,12;;1x2)
となる。よって次が成り立つ。
e1421x=1x 2F0(1,12;;1x2)=πerfcx(x)=πex2(1erf(x))
Q-functionといのもある。
Q(x)=12erfc(x/2)=12πex2/2e2/21x=12πT+([0,i;i,1])1x

次のSL(2,C)の式が成立する。ただしA=1+2a2σ2
(A00A1)=((10σ2i1)(12ia201)(10i/(2a2)1))1(12ia2/A01)(10iA/(2a2)1)
LCT を用いる次が定義式から成立する。

1x=AT+(A001/A)1x
準同型性から
T+(10σ2i1)T+(12ia201)T+(10i/(2a2)1)1x=AT+(12ia2/A01)T+(10iA/(2a2)1)1x
微分演算子表示から
eσ222ea2x2e14a221x=Aea2Ax2eA4a221x

eσ222(1ea2x2e14a221ax)=1ea2Ax2eA4a22Aax
eσ222erf(ax)=erf(ax/A)
eσ222erf(ax+b)=erf((ax+b)/A)
Weierstrass変換の積分表示から
12πσ2erf(ax+b)exp((xμ)22σ2)dx=erf(aμ+b1+2a2σ2)

を得る。

投稿日:20231116
OptHub AI Competition

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赤げふ
赤げふ
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東工大情報B4 数学,理論物理,Minecraft計算機/微分演算子の記事を書きます/主に表現論,量子群,物理の数理に興味があります

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