]> git.donarmstrong.com Git - rsem.git/blobdiff - boost/math/special_functions/detail/airy_ai_bi_zero.hpp
Updated boost to v1.55.0
[rsem.git] / boost / math / special_functions / detail / airy_ai_bi_zero.hpp
diff --git a/boost/math/special_functions/detail/airy_ai_bi_zero.hpp b/boost/math/special_functions/detail/airy_ai_bi_zero.hpp
new file mode 100644 (file)
index 0000000..d502f83
--- /dev/null
@@ -0,0 +1,160 @@
+//  Copyright (c) 2013 Christopher Kormanyos
+//  Use, modification and distribution are subject to the
+//  Boost Software License, Version 1.0. (See accompanying file
+//  LICENSE_1_0.txt or copy at http://www.boost.org/LICENSE_1_0.txt)
+//
+// This work is based on an earlier work:
+// "Algorithm 910: A Portable C++ Multiple-Precision System for Special-Function Calculations",
+// in ACM TOMS, {VOL 37, ISSUE 4, (February 2011)} (C) ACM, 2011. http://doi.acm.org/10.1145/1916461.1916469
+//
+// This header contains implementation details for estimating the zeros
+// of the Airy functions airy_ai and airy_bi on the negative real axis.
+//
+#ifndef _AIRY_AI_BI_ZERO_2013_01_20_HPP_
+  #define _AIRY_AI_BI_ZERO_2013_01_20_HPP_
+
+  #include <boost/math/constants/constants.hpp>
+  #include <boost/math/special_functions/cbrt.hpp>
+
+  namespace boost { namespace math {
+  namespace detail
+  {
+    // Forward declarations of the needed Airy function implementations.
+    template <class T, class Policy>
+    T airy_ai_imp(T x, const Policy& pol);
+    template <class T, class Policy>
+    T airy_bi_imp(T x, const Policy& pol);
+    template <class T, class Policy>
+    T airy_ai_prime_imp(T x, const Policy& pol);
+    template <class T, class Policy>
+    T airy_bi_prime_imp(T x, const Policy& pol);
+
+    namespace airy_zero
+    {
+      template<class T>
+      T equation_as_10_4_105(const T& z)
+      {
+        const T one_over_z        (T(1) / z);
+        const T one_over_z_squared(one_over_z * one_over_z);
+
+        const T z_pow_third     (boost::math::cbrt(z));
+        const T z_pow_two_thirds(z_pow_third * z_pow_third);
+
+        // Implement the top line of Eq. 10.4.105.
+        const T fz(z_pow_two_thirds * (((((                     + (T(162375596875.0) / 334430208UL)
+                                           * one_over_z_squared - (   T(108056875.0) /   6967296UL))
+                                           * one_over_z_squared + (       T(77125UL) /     82944UL))
+                                           * one_over_z_squared - (           T(5U)  /        36U))
+                                           * one_over_z_squared + (           T(5U)  /        48U))
+                                           * one_over_z_squared + (1)));
+
+        return fz;
+      }
+
+      namespace airy_ai_zero_detail
+      {
+        template<class T>
+        T initial_guess(const unsigned m)
+        {
+          T guess;
+
+          switch(m)
+          {
+            case 0U: { guess = T(0);                       break; }
+            case 1U: { guess = T(-2.33810741045976703849); break; }
+            case 2U: { guess = T(-4.08794944413097061664); break; }
+            case 3U: { guess = T(-5.52055982809555105913); break; }
+            case 4U: { guess = T(-6.78670809007175899878); break; }
+            case 5U: { guess = T(-7.94413358712085312314); break; }
+            case 6U: { guess = T(-9.02265085334098038016); break; }
+            case 7U: { guess = T(-10.0401743415580859306); break; }
+            case 8U: { guess = T(-11.0085243037332628932); break; }
+            case 9U: { guess = T(-11.9360155632362625170); break; }
+            case 10U:{ guess = T(-12.8287767528657572004); break; }
+            default:
+            {
+              const T t(((boost::math::constants::pi<T>() * 3U) * ((T(m) * 4U) - 1)) / 8U);
+              guess = -boost::math::detail::airy_zero::equation_as_10_4_105(t);
+              break;
+            }
+          }
+
+          return guess;
+        }
+
+        template<class T, class Policy>
+        class function_object_ai_and_ai_prime
+        {
+        public:
+          function_object_ai_and_ai_prime(const Policy pol) : my_pol(pol) { }
+
+          boost::math::tuple<T, T> operator()(const T& x) const
+          {
+            // Return a tuple containing both Ai(x) and Ai'(x).
+            return boost::math::make_tuple(
+              boost::math::detail::airy_ai_imp      (x, my_pol),
+              boost::math::detail::airy_ai_prime_imp(x, my_pol));
+          }
+
+        private:
+          const Policy& my_pol;
+          const function_object_ai_and_ai_prime& operator=(const function_object_ai_and_ai_prime&);
+        };
+      } // namespace airy_ai_zero_detail
+
+      namespace airy_bi_zero_detail
+      {
+        template<class T>
+        T initial_guess(const unsigned m)
+        {
+          T guess;
+
+          switch(m)
+          {
+            case 0U: { guess = T(0);                       break; }
+            case 1U: { guess = T(-1.17371322270912792492); break; }
+            case 2U: { guess = T(-3.27109330283635271568); break; }
+            case 3U: { guess = T(-4.83073784166201593267); break; }
+            case 4U: { guess = T(-6.16985212831025125983); break; }
+            case 5U: { guess = T(-7.37676207936776371360); break; }
+            case 6U: { guess = T(-8.49194884650938801345); break; }
+            case 7U: { guess = T(-9.53819437934623888663); break; }
+            case 8U: { guess = T(-10.5299135067053579244); break; }
+            case 9U: { guess = T(-11.4769535512787794379); break; }
+            case 10U:{ guess = T(-12.3864171385827387456); break; }
+            default:
+            {
+              const T t(((boost::math::constants::pi<T>() * 3U) * ((T(m) * 4U) - 3)) / 8U);
+              guess = -boost::math::detail::airy_zero::equation_as_10_4_105(t);
+              break;
+            }
+          }
+
+          return guess;
+        }
+
+        template<class T, class Policy>
+        class function_object_bi_and_bi_prime
+        {
+        public:
+          function_object_bi_and_bi_prime(const Policy pol) : my_pol(pol) { }
+
+          boost::math::tuple<T, T> operator()(const T& x) const
+          {
+            // Return a tuple containing both Bi(x) and Bi'(x).
+            return boost::math::make_tuple(
+              boost::math::detail::airy_bi_imp      (x, my_pol),
+              boost::math::detail::airy_bi_prime_imp(x, my_pol));
+          }
+
+        private:
+          const Policy& my_pol;
+          const function_object_bi_and_bi_prime& operator=(const function_object_bi_and_bi_prime&);
+        };
+      } // namespace airy_bi_zero_detail
+    } // namespace airy_zero
+  } // namespace detail
+  } // namespace math
+  } // namespaces boost
+
+#endif // _AIRY_AI_BI_ZERO_2013_01_20_HPP_