Import GCC-8 to a new vendor branch
[dragonfly.git] / contrib / gcc-8.0 / libstdc++-v3 / include / tr1 / bessel_function.tcc
blob26c66cabe29e13bd0c8275a3402963c193a4cfad
1 // Special functions -*- C++ -*-
3 // Copyright (C) 2006-2018 Free Software Foundation, Inc.
4 //
5 // This file is part of the GNU ISO C++ Library.  This library is free
6 // software; you can redistribute it and/or modify it under the
7 // terms of the GNU General Public License as published by the
8 // Free Software Foundation; either version 3, or (at your option)
9 // any later version.
11 // This library is distributed in the hope that it will be useful,
12 // but WITHOUT ANY WARRANTY; without even the implied warranty of
13 // MERCHANTABILITY or FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE.  See the
14 // GNU General Public License for more details.
16 // Under Section 7 of GPL version 3, you are granted additional
17 // permissions described in the GCC Runtime Library Exception, version
18 // 3.1, as published by the Free Software Foundation.
20 // You should have received a copy of the GNU General Public License and
21 // a copy of the GCC Runtime Library Exception along with this program;
22 // see the files COPYING3 and COPYING.RUNTIME respectively.  If not, see
23 // <http://www.gnu.org/licenses/>.
25 /** @file tr1/bessel_function.tcc
26  *  This is an internal header file, included by other library headers.
27  *  Do not attempt to use it directly. @headername{tr1/cmath}
28  */
31 // ISO C++ 14882 TR1: 5.2  Special functions
34 // Written by Edward Smith-Rowland.
36 // References:
37 //   (1) Handbook of Mathematical Functions,
38 //       ed. Milton Abramowitz and Irene A. Stegun,
39 //       Dover Publications,
40 //       Section 9, pp. 355-434, Section 10 pp. 435-478
41 //   (2) The Gnu Scientific Library, http://www.gnu.org/software/gsl
42 //   (3) Numerical Recipes in C, by W. H. Press, S. A. Teukolsky,
43 //       W. T. Vetterling, B. P. Flannery, Cambridge University Press (1992),
44 //       2nd ed, pp. 240-245
46 #ifndef _GLIBCXX_TR1_BESSEL_FUNCTION_TCC
47 #define _GLIBCXX_TR1_BESSEL_FUNCTION_TCC 1
49 #include "special_function_util.h"
51 namespace std _GLIBCXX_VISIBILITY(default)
53 _GLIBCXX_BEGIN_NAMESPACE_VERSION
55 #if _GLIBCXX_USE_STD_SPEC_FUNCS
56 # define _GLIBCXX_MATH_NS ::std
57 #elif defined(_GLIBCXX_TR1_CMATH)
58 namespace tr1
60 # define _GLIBCXX_MATH_NS ::std::tr1
61 #else
62 # error do not include this header directly, use <cmath> or <tr1/cmath>
63 #endif
64   // [5.2] Special functions
66   // Implementation-space details.
67   namespace __detail
68   {
69     /**
70      *   @brief Compute the gamma functions required by the Temme series
71      *          expansions of @f$ N_\nu(x) @f$ and @f$ K_\nu(x) @f$.
72      *   @f[
73      *     \Gamma_1 = \frac{1}{2\mu}
74      *                [\frac{1}{\Gamma(1 - \mu)} - \frac{1}{\Gamma(1 + \mu)}]
75      *   @f]
76      *   and
77      *   @f[
78      *     \Gamma_2 = \frac{1}{2}
79      *                [\frac{1}{\Gamma(1 - \mu)} + \frac{1}{\Gamma(1 + \mu)}]
80      *   @f]
81      *   where @f$ -1/2 <= \mu <= 1/2 @f$ is @f$ \mu = \nu - N @f$ and @f$ N @f$.
82      *   is the nearest integer to @f$ \nu @f$.
83      *   The values of \f$ \Gamma(1 + \mu) \f$ and \f$ \Gamma(1 - \mu) \f$
84      *   are returned as well.
85      * 
86      *   The accuracy requirements on this are exquisite.
87      *
88      *   @param __mu     The input parameter of the gamma functions.
89      *   @param __gam1   The output function \f$ \Gamma_1(\mu) \f$
90      *   @param __gam2   The output function \f$ \Gamma_2(\mu) \f$
91      *   @param __gampl  The output function \f$ \Gamma(1 + \mu) \f$
92      *   @param __gammi  The output function \f$ \Gamma(1 - \mu) \f$
93      */
94     template <typename _Tp>
95     void
96     __gamma_temme(_Tp __mu,
97                   _Tp & __gam1, _Tp & __gam2, _Tp & __gampl, _Tp & __gammi)
98     {
99 #if _GLIBCXX_USE_C99_MATH_TR1
100       __gampl = _Tp(1) / _GLIBCXX_MATH_NS::tgamma(_Tp(1) + __mu);
101       __gammi = _Tp(1) / _GLIBCXX_MATH_NS::tgamma(_Tp(1) - __mu);
102 #else
103       __gampl = _Tp(1) / __gamma(_Tp(1) + __mu);
104       __gammi = _Tp(1) / __gamma(_Tp(1) - __mu);
105 #endif
107       if (std::abs(__mu) < std::numeric_limits<_Tp>::epsilon())
108         __gam1 = -_Tp(__numeric_constants<_Tp>::__gamma_e());
109       else
110         __gam1 = (__gammi - __gampl) / (_Tp(2) * __mu);
112       __gam2 = (__gammi + __gampl) / (_Tp(2));
114       return;
115     }
118     /**
119      *   @brief  Compute the Bessel @f$ J_\nu(x) @f$ and Neumann
120      *           @f$ N_\nu(x) @f$ functions and their first derivatives
121      *           @f$ J'_\nu(x) @f$ and @f$ N'_\nu(x) @f$ respectively.
122      *           These four functions are computed together for numerical
123      *           stability.
124      *
125      *   @param  __nu  The order of the Bessel functions.
126      *   @param  __x   The argument of the Bessel functions.
127      *   @param  __Jnu  The output Bessel function of the first kind.
128      *   @param  __Nnu  The output Neumann function (Bessel function of the second kind).
129      *   @param  __Jpnu  The output derivative of the Bessel function of the first kind.
130      *   @param  __Npnu  The output derivative of the Neumann function.
131      */
132     template <typename _Tp>
133     void
134     __bessel_jn(_Tp __nu, _Tp __x,
135                 _Tp & __Jnu, _Tp & __Nnu, _Tp & __Jpnu, _Tp & __Npnu)
136     {
137       if (__x == _Tp(0))
138         {
139           if (__nu == _Tp(0))
140             {
141               __Jnu = _Tp(1);
142               __Jpnu = _Tp(0);
143             }
144           else if (__nu == _Tp(1))
145             {
146               __Jnu = _Tp(0);
147               __Jpnu = _Tp(0.5L);
148             }
149           else
150             {
151               __Jnu = _Tp(0);
152               __Jpnu = _Tp(0);
153             }
154           __Nnu = -std::numeric_limits<_Tp>::infinity();
155           __Npnu = std::numeric_limits<_Tp>::infinity();
156           return;
157         }
159       const _Tp __eps = std::numeric_limits<_Tp>::epsilon();
160       //  When the multiplier is N i.e.
161       //  fp_min = N * min()
162       //  Then J_0 and N_0 tank at x = 8 * N (J_0 = 0 and N_0 = nan)!
163       //const _Tp __fp_min = _Tp(20) * std::numeric_limits<_Tp>::min();
164       const _Tp __fp_min = std::sqrt(std::numeric_limits<_Tp>::min());
165       const int __max_iter = 15000;
166       const _Tp __x_min = _Tp(2);
168       const int __nl = (__x < __x_min
169                     ? static_cast<int>(__nu + _Tp(0.5L))
170                     : std::max(0, static_cast<int>(__nu - __x + _Tp(1.5L))));
172       const _Tp __mu = __nu - __nl;
173       const _Tp __mu2 = __mu * __mu;
174       const _Tp __xi = _Tp(1) / __x;
175       const _Tp __xi2 = _Tp(2) * __xi;
176       _Tp __w = __xi2 / __numeric_constants<_Tp>::__pi();
177       int __isign = 1;
178       _Tp __h = __nu * __xi;
179       if (__h < __fp_min)
180         __h = __fp_min;
181       _Tp __b = __xi2 * __nu;
182       _Tp __d = _Tp(0);
183       _Tp __c = __h;
184       int __i;
185       for (__i = 1; __i <= __max_iter; ++__i)
186         {
187           __b += __xi2;
188           __d = __b - __d;
189           if (std::abs(__d) < __fp_min)
190             __d = __fp_min;
191           __c = __b - _Tp(1) / __c;
192           if (std::abs(__c) < __fp_min)
193             __c = __fp_min;
194           __d = _Tp(1) / __d;
195           const _Tp __del = __c * __d;
196           __h *= __del;
197           if (__d < _Tp(0))
198             __isign = -__isign;
199           if (std::abs(__del - _Tp(1)) < __eps)
200             break;
201         }
202       if (__i > __max_iter)
203         std::__throw_runtime_error(__N("Argument x too large in __bessel_jn; "
204                                        "try asymptotic expansion."));
205       _Tp __Jnul = __isign * __fp_min;
206       _Tp __Jpnul = __h * __Jnul;
207       _Tp __Jnul1 = __Jnul;
208       _Tp __Jpnu1 = __Jpnul;
209       _Tp __fact = __nu * __xi;
210       for ( int __l = __nl; __l >= 1; --__l )
211         {
212           const _Tp __Jnutemp = __fact * __Jnul + __Jpnul;
213           __fact -= __xi;
214           __Jpnul = __fact * __Jnutemp - __Jnul;
215           __Jnul = __Jnutemp;
216         }
217       if (__Jnul == _Tp(0))
218         __Jnul = __eps;
219       _Tp __f= __Jpnul / __Jnul;
220       _Tp __Nmu, __Nnu1, __Npmu, __Jmu;
221       if (__x < __x_min)
222         {
223           const _Tp __x2 = __x / _Tp(2);
224           const _Tp __pimu = __numeric_constants<_Tp>::__pi() * __mu;
225           _Tp __fact = (std::abs(__pimu) < __eps
226                       ? _Tp(1) : __pimu / std::sin(__pimu));
227           _Tp __d = -std::log(__x2);
228           _Tp __e = __mu * __d;
229           _Tp __fact2 = (std::abs(__e) < __eps
230                        ? _Tp(1) : std::sinh(__e) / __e);
231           _Tp __gam1, __gam2, __gampl, __gammi;
232           __gamma_temme(__mu, __gam1, __gam2, __gampl, __gammi);
233           _Tp __ff = (_Tp(2) / __numeric_constants<_Tp>::__pi())
234                    * __fact * (__gam1 * std::cosh(__e) + __gam2 * __fact2 * __d);
235           __e = std::exp(__e);
236           _Tp __p = __e / (__numeric_constants<_Tp>::__pi() * __gampl);
237           _Tp __q = _Tp(1) / (__e * __numeric_constants<_Tp>::__pi() * __gammi);
238           const _Tp __pimu2 = __pimu / _Tp(2);
239           _Tp __fact3 = (std::abs(__pimu2) < __eps
240                        ? _Tp(1) : std::sin(__pimu2) / __pimu2 );
241           _Tp __r = __numeric_constants<_Tp>::__pi() * __pimu2 * __fact3 * __fact3;
242           _Tp __c = _Tp(1);
243           __d = -__x2 * __x2;
244           _Tp __sum = __ff + __r * __q;
245           _Tp __sum1 = __p;
246           for (__i = 1; __i <= __max_iter; ++__i)
247             {
248               __ff = (__i * __ff + __p + __q) / (__i * __i - __mu2);
249               __c *= __d / _Tp(__i);
250               __p /= _Tp(__i) - __mu;
251               __q /= _Tp(__i) + __mu;
252               const _Tp __del = __c * (__ff + __r * __q);
253               __sum += __del; 
254               const _Tp __del1 = __c * __p - __i * __del;
255               __sum1 += __del1;
256               if ( std::abs(__del) < __eps * (_Tp(1) + std::abs(__sum)) )
257                 break;
258             }
259           if ( __i > __max_iter )
260             std::__throw_runtime_error(__N("Bessel y series failed to converge "
261                                            "in __bessel_jn."));
262           __Nmu = -__sum;
263           __Nnu1 = -__sum1 * __xi2;
264           __Npmu = __mu * __xi * __Nmu - __Nnu1;
265           __Jmu = __w / (__Npmu - __f * __Nmu);
266         }
267       else
268         {
269           _Tp __a = _Tp(0.25L) - __mu2;
270           _Tp __q = _Tp(1);
271           _Tp __p = -__xi / _Tp(2);
272           _Tp __br = _Tp(2) * __x;
273           _Tp __bi = _Tp(2);
274           _Tp __fact = __a * __xi / (__p * __p + __q * __q);
275           _Tp __cr = __br + __q * __fact;
276           _Tp __ci = __bi + __p * __fact;
277           _Tp __den = __br * __br + __bi * __bi;
278           _Tp __dr = __br / __den;
279           _Tp __di = -__bi / __den;
280           _Tp __dlr = __cr * __dr - __ci * __di;
281           _Tp __dli = __cr * __di + __ci * __dr;
282           _Tp __temp = __p * __dlr - __q * __dli;
283           __q = __p * __dli + __q * __dlr;
284           __p = __temp;
285           int __i;
286           for (__i = 2; __i <= __max_iter; ++__i)
287             {
288               __a += _Tp(2 * (__i - 1));
289               __bi += _Tp(2);
290               __dr = __a * __dr + __br;
291               __di = __a * __di + __bi;
292               if (std::abs(__dr) + std::abs(__di) < __fp_min)
293                 __dr = __fp_min;
294               __fact = __a / (__cr * __cr + __ci * __ci);
295               __cr = __br + __cr * __fact;
296               __ci = __bi - __ci * __fact;
297               if (std::abs(__cr) + std::abs(__ci) < __fp_min)
298                 __cr = __fp_min;
299               __den = __dr * __dr + __di * __di;
300               __dr /= __den;
301               __di /= -__den;
302               __dlr = __cr * __dr - __ci * __di;
303               __dli = __cr * __di + __ci * __dr;
304               __temp = __p * __dlr - __q * __dli;
305               __q = __p * __dli + __q * __dlr;
306               __p = __temp;
307               if (std::abs(__dlr - _Tp(1)) + std::abs(__dli) < __eps)
308                 break;
309           }
310           if (__i > __max_iter)
311             std::__throw_runtime_error(__N("Lentz's method failed "
312                                            "in __bessel_jn."));
313           const _Tp __gam = (__p - __f) / __q;
314           __Jmu = std::sqrt(__w / ((__p - __f) * __gam + __q));
315 #if _GLIBCXX_USE_C99_MATH_TR1
316           __Jmu = _GLIBCXX_MATH_NS::copysign(__Jmu, __Jnul);
317 #else
318           if (__Jmu * __Jnul < _Tp(0))
319             __Jmu = -__Jmu;
320 #endif
321           __Nmu = __gam * __Jmu;
322           __Npmu = (__p + __q / __gam) * __Nmu;
323           __Nnu1 = __mu * __xi * __Nmu - __Npmu;
324       }
325       __fact = __Jmu / __Jnul;
326       __Jnu = __fact * __Jnul1;
327       __Jpnu = __fact * __Jpnu1;
328       for (__i = 1; __i <= __nl; ++__i)
329         {
330           const _Tp __Nnutemp = (__mu + __i) * __xi2 * __Nnu1 - __Nmu;
331           __Nmu = __Nnu1;
332           __Nnu1 = __Nnutemp;
333         }
334       __Nnu = __Nmu;
335       __Npnu = __nu * __xi * __Nmu - __Nnu1;
337       return;
338     }
341     /**
342      *   @brief This routine computes the asymptotic cylindrical Bessel
343      *          and Neumann functions of order nu: \f$ J_{\nu} \f$,
344      *          \f$ N_{\nu} \f$.
345      *
346      *   References:
347      *    (1) Handbook of Mathematical Functions,
348      *        ed. Milton Abramowitz and Irene A. Stegun,
349      *        Dover Publications,
350      *        Section 9 p. 364, Equations 9.2.5-9.2.10
351      *
352      *   @param  __nu  The order of the Bessel functions.
353      *   @param  __x   The argument of the Bessel functions.
354      *   @param  __Jnu  The output Bessel function of the first kind.
355      *   @param  __Nnu  The output Neumann function (Bessel function of the second kind).
356      */
357     template <typename _Tp>
358     void
359     __cyl_bessel_jn_asymp(_Tp __nu, _Tp __x, _Tp & __Jnu, _Tp & __Nnu)
360     {
361       const _Tp __mu   = _Tp(4) * __nu * __nu;
362       const _Tp __mum1 = __mu - _Tp(1);
363       const _Tp __mum9 = __mu - _Tp(9);
364       const _Tp __mum25 = __mu - _Tp(25);
365       const _Tp __mum49 = __mu - _Tp(49);
366       const _Tp __xx = _Tp(64) * __x * __x;
367       const _Tp __P = _Tp(1) - __mum1 * __mum9 / (_Tp(2) * __xx)
368                     * (_Tp(1) - __mum25 * __mum49 / (_Tp(12) * __xx));
369       const _Tp __Q = __mum1 / (_Tp(8) * __x)
370                     * (_Tp(1) - __mum9 * __mum25 / (_Tp(6) * __xx));
372       const _Tp __chi = __x - (__nu + _Tp(0.5L))
373                             * __numeric_constants<_Tp>::__pi_2();
374       const _Tp __c = std::cos(__chi);
375       const _Tp __s = std::sin(__chi);
377       const _Tp __coef = std::sqrt(_Tp(2)
378                              / (__numeric_constants<_Tp>::__pi() * __x));
379       __Jnu = __coef * (__c * __P - __s * __Q);
380       __Nnu = __coef * (__s * __P + __c * __Q);
382       return;
383     }
386     /**
387      *   @brief This routine returns the cylindrical Bessel functions
388      *          of order \f$ \nu \f$: \f$ J_{\nu} \f$ or \f$ I_{\nu} \f$
389      *          by series expansion.
390      *
391      *   The modified cylindrical Bessel function is:
392      *   @f[
393      *    Z_{\nu}(x) = \sum_{k=0}^{\infty}
394      *              \frac{\sigma^k (x/2)^{\nu + 2k}}{k!\Gamma(\nu+k+1)}
395      *   @f]
396      *   where \f$ \sigma = +1 \f$ or\f$  -1 \f$ for
397      *   \f$ Z = I \f$ or \f$ J \f$ respectively.
398      * 
399      *   See Abramowitz & Stegun, 9.1.10
400      *       Abramowitz & Stegun, 9.6.7
401      *    (1) Handbook of Mathematical Functions,
402      *        ed. Milton Abramowitz and Irene A. Stegun,
403      *        Dover Publications,
404      *        Equation 9.1.10 p. 360 and Equation 9.6.10 p. 375
405      *
406      *   @param  __nu  The order of the Bessel function.
407      *   @param  __x   The argument of the Bessel function.
408      *   @param  __sgn  The sign of the alternate terms
409      *                  -1 for the Bessel function of the first kind.
410      *                  +1 for the modified Bessel function of the first kind.
411      *   @return  The output Bessel function.
412      */
413     template <typename _Tp>
414     _Tp
415     __cyl_bessel_ij_series(_Tp __nu, _Tp __x, _Tp __sgn,
416                            unsigned int __max_iter)
417     {
418       if (__x == _Tp(0))
419         return __nu == _Tp(0) ? _Tp(1) : _Tp(0);
421       const _Tp __x2 = __x / _Tp(2);
422       _Tp __fact = __nu * std::log(__x2);
423 #if _GLIBCXX_USE_C99_MATH_TR1
424       __fact -= _GLIBCXX_MATH_NS::lgamma(__nu + _Tp(1));
425 #else
426       __fact -= __log_gamma(__nu + _Tp(1));
427 #endif
428       __fact = std::exp(__fact);
429       const _Tp __xx4 = __sgn * __x2 * __x2;
430       _Tp __Jn = _Tp(1);
431       _Tp __term = _Tp(1);
433       for (unsigned int __i = 1; __i < __max_iter; ++__i)
434         {
435           __term *= __xx4 / (_Tp(__i) * (__nu + _Tp(__i)));
436           __Jn += __term;
437           if (std::abs(__term / __Jn) < std::numeric_limits<_Tp>::epsilon())
438             break;
439         }
441       return __fact * __Jn;
442     }
445     /**
446      *   @brief  Return the Bessel function of order \f$ \nu \f$:
447      *           \f$ J_{\nu}(x) \f$.
448      *
449      *   The cylindrical Bessel function is:
450      *   @f[
451      *    J_{\nu}(x) = \sum_{k=0}^{\infty}
452      *              \frac{(-1)^k (x/2)^{\nu + 2k}}{k!\Gamma(\nu+k+1)}
453      *   @f]
454      *
455      *   @param  __nu  The order of the Bessel function.
456      *   @param  __x   The argument of the Bessel function.
457      *   @return  The output Bessel function.
458      */
459     template<typename _Tp>
460     _Tp
461     __cyl_bessel_j(_Tp __nu, _Tp __x)
462     {
463       if (__nu < _Tp(0) || __x < _Tp(0))
464         std::__throw_domain_error(__N("Bad argument "
465                                       "in __cyl_bessel_j."));
466       else if (__isnan(__nu) || __isnan(__x))
467         return std::numeric_limits<_Tp>::quiet_NaN();
468       else if (__x * __x < _Tp(10) * (__nu + _Tp(1)))
469         return __cyl_bessel_ij_series(__nu, __x, -_Tp(1), 200);
470       else if (__x > _Tp(1000))
471         {
472           _Tp __J_nu, __N_nu;
473           __cyl_bessel_jn_asymp(__nu, __x, __J_nu, __N_nu);
474           return __J_nu;
475         }
476       else
477         {
478           _Tp __J_nu, __N_nu, __Jp_nu, __Np_nu;
479           __bessel_jn(__nu, __x, __J_nu, __N_nu, __Jp_nu, __Np_nu);
480           return __J_nu;
481         }
482     }
485     /**
486      *   @brief  Return the Neumann function of order \f$ \nu \f$:
487      *           \f$ N_{\nu}(x) \f$.
488      *
489      *   The Neumann function is defined by:
490      *   @f[
491      *      N_{\nu}(x) = \frac{J_{\nu}(x) \cos \nu\pi - J_{-\nu}(x)}
492      *                        {\sin \nu\pi}
493      *   @f]
494      *   where for integral \f$ \nu = n \f$ a limit is taken:
495      *   \f$ lim_{\nu \to n} \f$.
496      *
497      *   @param  __nu  The order of the Neumann function.
498      *   @param  __x   The argument of the Neumann function.
499      *   @return  The output Neumann function.
500      */
501     template<typename _Tp>
502     _Tp
503     __cyl_neumann_n(_Tp __nu, _Tp __x)
504     {
505       if (__nu < _Tp(0) || __x < _Tp(0))
506         std::__throw_domain_error(__N("Bad argument "
507                                       "in __cyl_neumann_n."));
508       else if (__isnan(__nu) || __isnan(__x))
509         return std::numeric_limits<_Tp>::quiet_NaN();
510       else if (__x > _Tp(1000))
511         {
512           _Tp __J_nu, __N_nu;
513           __cyl_bessel_jn_asymp(__nu, __x, __J_nu, __N_nu);
514           return __N_nu;
515         }
516       else
517         {
518           _Tp __J_nu, __N_nu, __Jp_nu, __Np_nu;
519           __bessel_jn(__nu, __x, __J_nu, __N_nu, __Jp_nu, __Np_nu);
520           return __N_nu;
521         }
522     }
525     /**
526      *   @brief  Compute the spherical Bessel @f$ j_n(x) @f$
527      *           and Neumann @f$ n_n(x) @f$ functions and their first
528      *           derivatives @f$ j'_n(x) @f$ and @f$ n'_n(x) @f$
529      *           respectively.
530      *
531      *   @param  __n  The order of the spherical Bessel function.
532      *   @param  __x  The argument of the spherical Bessel function.
533      *   @param  __j_n  The output spherical Bessel function.
534      *   @param  __n_n  The output spherical Neumann function.
535      *   @param  __jp_n The output derivative of the spherical Bessel function.
536      *   @param  __np_n The output derivative of the spherical Neumann function.
537      */
538     template <typename _Tp>
539     void
540     __sph_bessel_jn(unsigned int __n, _Tp __x,
541                     _Tp & __j_n, _Tp & __n_n, _Tp & __jp_n, _Tp & __np_n)
542     {
543       const _Tp __nu = _Tp(__n) + _Tp(0.5L);
545       _Tp __J_nu, __N_nu, __Jp_nu, __Np_nu;
546       __bessel_jn(__nu, __x, __J_nu, __N_nu, __Jp_nu, __Np_nu);
548       const _Tp __factor = __numeric_constants<_Tp>::__sqrtpio2()
549                          / std::sqrt(__x);
551       __j_n = __factor * __J_nu;
552       __n_n = __factor * __N_nu;
553       __jp_n = __factor * __Jp_nu - __j_n / (_Tp(2) * __x);
554       __np_n = __factor * __Np_nu - __n_n / (_Tp(2) * __x);
556       return;
557     }
560     /**
561      *   @brief  Return the spherical Bessel function
562      *           @f$ j_n(x) @f$ of order n.
563      *
564      *   The spherical Bessel function is defined by:
565      *   @f[
566      *    j_n(x) = \left( \frac{\pi}{2x} \right) ^{1/2} J_{n+1/2}(x)
567      *   @f]
568      *
569      *   @param  __n  The order of the spherical Bessel function.
570      *   @param  __x  The argument of the spherical Bessel function.
571      *   @return  The output spherical Bessel function.
572      */
573     template <typename _Tp>
574     _Tp
575     __sph_bessel(unsigned int __n, _Tp __x)
576     {
577       if (__x < _Tp(0))
578         std::__throw_domain_error(__N("Bad argument "
579                                       "in __sph_bessel."));
580       else if (__isnan(__x))
581         return std::numeric_limits<_Tp>::quiet_NaN();
582       else if (__x == _Tp(0))
583         {
584           if (__n == 0)
585             return _Tp(1);
586           else
587             return _Tp(0);
588         }
589       else
590         {
591           _Tp __j_n, __n_n, __jp_n, __np_n;
592           __sph_bessel_jn(__n, __x, __j_n, __n_n, __jp_n, __np_n);
593           return __j_n;
594         }
595     }
598     /**
599      *   @brief  Return the spherical Neumann function
600      *           @f$ n_n(x) @f$.
601      *
602      *   The spherical Neumann function is defined by:
603      *   @f[
604      *    n_n(x) = \left( \frac{\pi}{2x} \right) ^{1/2} N_{n+1/2}(x)
605      *   @f]
606      *
607      *   @param  __n  The order of the spherical Neumann function.
608      *   @param  __x  The argument of the spherical Neumann function.
609      *   @return  The output spherical Neumann function.
610      */
611     template <typename _Tp>
612     _Tp
613     __sph_neumann(unsigned int __n, _Tp __x)
614     {
615       if (__x < _Tp(0))
616         std::__throw_domain_error(__N("Bad argument "
617                                       "in __sph_neumann."));
618       else if (__isnan(__x))
619         return std::numeric_limits<_Tp>::quiet_NaN();
620       else if (__x == _Tp(0))
621         return -std::numeric_limits<_Tp>::infinity();
622       else
623         {
624           _Tp __j_n, __n_n, __jp_n, __np_n;
625           __sph_bessel_jn(__n, __x, __j_n, __n_n, __jp_n, __np_n);
626           return __n_n;
627         }
628     }
629   } // namespace __detail
630 #undef _GLIBCXX_MATH_NS
631 #if ! _GLIBCXX_USE_STD_SPEC_FUNCS && defined(_GLIBCXX_TR1_CMATH)
632 } // namespace tr1
633 #endif
635 _GLIBCXX_END_NAMESPACE_VERSION
638 #endif // _GLIBCXX_TR1_BESSEL_FUNCTION_TCC