liuxiaolong
2021-07-20 58d904a328c0d849769b483e901a0be9426b8209
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
17
18
19
20
21
22
23
24
25
26
27
28
29
30
31
32
33
34
35
36
37
38
39
40
41
42
43
44
45
46
47
48
49
50
51
52
53
54
55
56
57
58
59
60
61
62
63
64
65
66
67
68
69
70
71
72
73
74
75
76
77
78
79
80
81
82
83
84
85
86
87
88
89
90
91
92
93
94
95
96
97
98
99
100
101
102
103
104
105
106
107
108
109
110
111
112
113
114
115
116
117
118
119
120
121
122
123
124
125
126
127
128
129
130
131
 
///////////////////////////////////////////////////////////////////////////////
//  Copyright 2014 Anton Bikineev
//  Copyright 2014 Christopher Kormanyos
//  Copyright 2014 John Maddock
//  Copyright 2014 Paul Bristow
//  Distributed under 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)
//
#ifndef BOOST_MATH_HYPERGEOMETRIC_PADE_HPP
#define BOOST_MATH_HYPERGEOMETRIC_PADE_HPP
 
  namespace boost{ namespace math{ namespace detail{
 
  // Luke: C ---------- SUBROUTINE R1F1P(CP, Z, A, B, N) ----------
  // Luke: C ----- PADE APPROXIMATION OF 1F1( 1 ; CP ; -Z ) -------
  template <class T, class Policy>
  inline T hypergeometric_1F1_pade(const T& cp, const T& zp, const Policy& )
  {
    BOOST_MATH_STD_USING
 
    static const T one = T(1);
 
    // Luke: C ------------- INITIALIZATION -------------
    const T z = -zp;
    const T zz = z * z;
    T b0 = one;
    T a0 = one;
    T xi1 = one;
    T ct1 = cp + one;
    T cp1 = cp - one;
 
    T b1 = one + (z / ct1);
    T a1 = b1 - (z / cp);
 
    const unsigned max_iterations = boost::math::policies::get_max_series_iterations<Policy>();
 
    T b2 = T(0), a2 = T(0);
    T result = T(0), prev_result;
 
    for (unsigned k = 1; k < max_iterations; ++k)
    {
      // Luke: C ----- CALCULATION OF THE MULTIPLIERS -----
      // Luke: C ----------- FOR THE RECURSION ------------
      const T ct2 = ct1 * ct1;
      const T g1 = one + ((cp1 / (ct2 + ct1 + ct1)) * z);
      const T g2 = ((xi1 / (ct2 - one)) * ((xi1 + cp1) / ct2)) * zz;
 
      // Luke: C ------- THE RECURRENCE RELATIONS ---------
      // Luke: C ------------ ARE AS FOLLOWS --------------
      b2 = (g1 * b1) + (g2 * b0);
      a2 = (g1 * a1) + (g2 * a0);
 
      prev_result = result;
      result = a2 / b2;
 
      // condition for interruption
      if ((fabs(result) * boost::math::tools::epsilon<T>()) > fabs(result - prev_result))
        break;
 
      b0 = b1; b1 = b2;
      a0 = a1; a1 = a2;
 
      ct1 += 2;
      xi1 += 1;
    }
 
    return a2 / b2;
  }
 
  // Luke: C -------- SUBROUTINE R2F1P(BP, CP, Z, A, B, N) --------
  // Luke: C ---- PADE APPROXIMATION OF 2F1( 1 , BP; CP ; -Z ) ----
  template <class T, class Policy>
  inline T hypergeometric_2F1_pade(const T& bp, const T& cp, const T& zp, const Policy& pol)
  {
    BOOST_MATH_STD_USING
 
    static const T one = T(1);
 
    // Luke: C ---------- INITIALIZATION -----------
    const T z = -zp;
    const T zz = z * z;
    T b0 = one;
    T a0 = one;
    T xi1 = one;
    T ct1 = cp;
    const T b1c1 = (cp - one) * (bp - one);
 
    T b1 = one + ((z / (cp + one)) * (bp + one));
    T a1 = b1 - ((bp / cp) * z);
 
    const unsigned max_iterations = boost::math::policies::get_max_series_iterations<Policy>();
 
    T b2 = T(0), a2 = T(0);
    T result = T(0), prev_result = a1 / b1;
 
    for (unsigned k = 1; k < max_iterations; ++k)
    {
      // Luke: C ----- CALCULATION OF THE MULTIPLIERS -----
      // Luke: C ----------- FOR THE RECURSION ------------
      const T ct2 = ct1 + xi1;
      const T ct3 = ct2 * ct2;
      const T g2 = (((((ct1 / ct3) * (bp - ct1)) / (ct3 - one)) * xi1) * (bp + xi1)) * zz;
      ++xi1;
      const T g1 = one + (((((xi1 + xi1) * ct1) + b1c1) / (ct3 + ct2 + ct2)) * z);
 
      // Luke: C ------- THE RECURRENCE RELATIONS ---------
      // Luke: C ------------ ARE AS FOLLOWS --------------
      b2 = (g1 * b1) + (g2 * b0);
      a2 = (g1 * a1) + (g2 * a0);
 
      prev_result = result;
      result = a2 / b2;
 
      // condition for interruption
      if ((fabs(result) * boost::math::tools::epsilon<T>()) > fabs(result - prev_result))
        break;
 
      b0 = b1; b1 = b2;
      a0 = a1; a1 = a2;
 
      ++ct1;
    }
 
    return a2 / b2;
  }
 
  } } } // namespaces
 
#endif // BOOST_MATH_HYPERGEOMETRIC_PADE_HPP