poly_laguerre.tcc
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00041
00042 #ifndef _GLIBCXX_TR1_POLY_LAGUERRE_TCC
00043 #define _GLIBCXX_TR1_POLY_LAGUERRE_TCC 1
00044
00045 namespace std
00046 {
00047 namespace tr1
00048 {
00049
00050
00051
00052
00053 namespace __detail
00054 {
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00069
00070 template<typename _Tpa, typename _Tp>
00071 _Tp
00072 __poly_laguerre_large_n(const unsigned __n, const _Tpa __alpha1,
00073 const _Tp __x)
00074 {
00075 const _Tp __a = -_Tp(__n);
00076 const _Tp __b = _Tp(__alpha1) + _Tp(1);
00077 const _Tp __eta = _Tp(2) * __b - _Tp(4) * __a;
00078 const _Tp __cos2th = __x / __eta;
00079 const _Tp __sin2th = _Tp(1) - __cos2th;
00080 const _Tp __th = std::acos(std::sqrt(__cos2th));
00081 const _Tp __pre_h = __numeric_constants<_Tp>::__pi_2()
00082 * __numeric_constants<_Tp>::__pi_2()
00083 * __eta * __eta * __cos2th * __sin2th;
00084
00085 #if _GLIBCXX_USE_C99_MATH_TR1
00086 const _Tp __lg_b = std::tr1::lgamma(_Tp(__n) + __b);
00087 const _Tp __lnfact = std::tr1::lgamma(_Tp(__n + 1));
00088 #else
00089 const _Tp __lg_b = __log_gamma(_Tp(__n) + __b);
00090 const _Tp __lnfact = __log_gamma(_Tp(__n + 1));
00091 #endif
00092
00093 _Tp __pre_term1 = _Tp(0.5L) * (_Tp(1) - __b)
00094 * std::log(_Tp(0.25L) * __x * __eta);
00095 _Tp __pre_term2 = _Tp(0.25L) * std::log(__pre_h);
00096 _Tp __lnpre = __lg_b - __lnfact + _Tp(0.5L) * __x
00097 + __pre_term1 - __pre_term2;
00098 _Tp __ser_term1 = std::sin(__a * __numeric_constants<_Tp>::__pi());
00099 _Tp __ser_term2 = std::sin(_Tp(0.25L) * __eta
00100 * (_Tp(2) * __th
00101 - std::sin(_Tp(2) * __th))
00102 + __numeric_constants<_Tp>::__pi_4());
00103 _Tp __ser = __ser_term1 + __ser_term2;
00104
00105 return std::exp(__lnpre) * __ser;
00106 }
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00122
00123
00124
00125 template<typename _Tpa, typename _Tp>
00126 _Tp
00127 __poly_laguerre_hyperg(const unsigned int __n, const _Tpa __alpha1,
00128 const _Tp __x)
00129 {
00130 const _Tp __b = _Tp(__alpha1) + _Tp(1);
00131 const _Tp __mx = -__x;
00132 const _Tp __tc_sgn = (__x < _Tp(0) ? _Tp(1)
00133 : ((__n % 2 == 1) ? -_Tp(1) : _Tp(1)));
00134
00135 _Tp __tc = _Tp(1);
00136 const _Tp __ax = std::abs(__x);
00137 for (unsigned int __k = 1; __k <= __n; ++__k)
00138 __tc *= (__ax / __k);
00139
00140 _Tp __term = __tc * __tc_sgn;
00141 _Tp __sum = __term;
00142 for (int __k = int(__n) - 1; __k >= 0; --__k)
00143 {
00144 __term *= ((__b + _Tp(__k)) / _Tp(int(__n) - __k))
00145 * _Tp(__k + 1) / __mx;
00146 __sum += __term;
00147 }
00148
00149 return __sum;
00150 }
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00180
00181
00182 template<typename _Tpa, typename _Tp>
00183 _Tp
00184 __poly_laguerre_recursion(const unsigned int __n,
00185 const _Tpa __alpha1, const _Tp __x)
00186 {
00187
00188 _Tp __l_0 = _Tp(1);
00189 if (__n == 0)
00190 return __l_0;
00191
00192
00193 _Tp __l_1 = -__x + _Tp(1) + _Tp(__alpha1);
00194 if (__n == 1)
00195 return __l_1;
00196
00197
00198 _Tp __l_n2 = __l_0;
00199 _Tp __l_n1 = __l_1;
00200 _Tp __l_n = _Tp(0);
00201 for (unsigned int __nn = 2; __nn <= __n; ++__nn)
00202 {
00203 __l_n = (_Tp(2 * __nn - 1) + _Tp(__alpha1) - __x)
00204 * __l_n1 / _Tp(__nn)
00205 - (_Tp(__nn - 1) + _Tp(__alpha1)) * __l_n2 / _Tp(__nn);
00206 __l_n2 = __l_n1;
00207 __l_n1 = __l_n;
00208 }
00209
00210 return __l_n;
00211 }
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00241
00242 template<typename _Tpa, typename _Tp>
00243 inline _Tp
00244 __poly_laguerre(const unsigned int __n, const _Tpa __alpha1,
00245 const _Tp __x)
00246 {
00247 if (__x < _Tp(0))
00248 std::__throw_domain_error(__N("Negative argument "
00249 "in __poly_laguerre."));
00250
00251 else if (__isnan(__x))
00252 return std::numeric_limits<_Tp>::quiet_NaN();
00253 else if (__n == 0)
00254 return _Tp(1);
00255 else if (__n == 1)
00256 return _Tp(1) + _Tp(__alpha1) - __x;
00257 else if (__x == _Tp(0))
00258 {
00259 _Tp __prod = _Tp(__alpha1) + _Tp(1);
00260 for (unsigned int __k = 2; __k <= __n; ++__k)
00261 __prod *= (_Tp(__alpha1) + _Tp(__k)) / _Tp(__k);
00262 return __prod;
00263 }
00264 else if (__n > 10000000 && _Tp(__alpha1) > -_Tp(1)
00265 && __x < _Tp(2) * (_Tp(__alpha1) + _Tp(1)) + _Tp(4 * __n))
00266 return __poly_laguerre_large_n(__n, __alpha1, __x);
00267 else if (_Tp(__alpha1) >= _Tp(0)
00268 || (__x > _Tp(0) && _Tp(__alpha1) < -_Tp(__n + 1)))
00269 return __poly_laguerre_recursion(__n, __alpha1, __x);
00270 else
00271 return __poly_laguerre_hyperg(__n, __alpha1, __x);
00272 }
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00293
00294
00295 template<typename _Tp>
00296 inline _Tp
00297 __assoc_laguerre(const unsigned int __n, const unsigned int __m,
00298 const _Tp __x)
00299 {
00300 return __poly_laguerre<unsigned int, _Tp>(__n, __m, __x);
00301 }
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00318 template<typename _Tp>
00319 inline _Tp
00320 __laguerre(const unsigned int __n, const _Tp __x)
00321 {
00322 return __poly_laguerre<unsigned int, _Tp>(__n, 0, __x);
00323 }
00324
00325 }
00326 }
00327 }
00328
00329 #endif // _GLIBCXX_TR1_POLY_LAGUERRE_TCC