Вырожденное гипергеометрическое уравнение
Вы́рожденное гипергеометри́ческое уравне́ние, конфлюэнтное уравнение, линейное обыкновенное дифференциальное уравнение 2-го порядка
или, в самосопряжённой форме,
Переменные , и параметры , в общем случае могут принимать любые комплексные значения. Приведённой формой уравнения (1) является уравнение Уиттекера. Уравнение (1) тесно связано с гипергеометрическим уравнением. Вырожденное гипергеометрическое уравнение можно рассматривать как уравнение, получающееся из дифференциального уравнения Римана при слиянии двух особых точек. Точка является для уравнения (1) регулярной особой точкой, а точка – сильно особой. Впервые систематическое изучение решений уравнения (1) предпринял Э. Э. Куммер (Kummer. 1836).
Решения уравнения (1) выражаются через вырожденную гипергеометрическую функцию . Если не равно целому числу, то общее решение уравнения (1) можно записать в виде где , – произвольные постоянные; это представление справедливо в комплексной плоскости с разрезом . Для целых значений общее решение имеет более сложный вид (возможно существование членов, содержащих логарифмы). В качестве фундаментальной системы решений уравнения (1) можно выбирать и иные функции, отличные от указанных в (2) (например, функции Уиттекера, см. Кратцер. 1963; Бейтмен. 1965). Решение уравнения (1) может быть представлено также через контурные интегралы в комплексной плоскости .
Многие линейные обыкновенные дифференциальные уравнения 2-го порядка (например, уравнение Бесселя) преобразованием неизвестной функции и независимой переменной приводятся к уравнению (1) (см. Камке. 1976). В частности, уравнение вида
интегрируется с помощью вырожденной гипергеометрической функции.