source: trunk/source/global/HEPNumerics/src/G4GaussJacobiQ.cc @ 1332

Last change on this file since 1332 was 1228, checked in by garnier, 14 years ago

update geant4.9.3 tag

File size: 6.0 KB
Line 
1//
2// ********************************************************************
3// * License and Disclaimer                                           *
4// *                                                                  *
5// * The  Geant4 software  is  copyright of the Copyright Holders  of *
6// * the Geant4 Collaboration.  It is provided  under  the terms  and *
7// * conditions of the Geant4 Software License,  included in the file *
8// * LICENSE and available at  http://cern.ch/geant4/license .  These *
9// * include a list of copyright holders.                             *
10// *                                                                  *
11// * Neither the authors of this software system, nor their employing *
12// * institutes,nor the agencies providing financial support for this *
13// * work  make  any representation or  warranty, express or implied, *
14// * regarding  this  software system or assume any liability for its *
15// * use.  Please see the license in the file  LICENSE  and URL above *
16// * for the full disclaimer and the limitation of liability.         *
17// *                                                                  *
18// * This  code  implementation is the result of  the  scientific and *
19// * technical work of the GEANT4 collaboration.                      *
20// * By using,  copying,  modifying or  distributing the software (or *
21// * any work based  on the software)  you  agree  to acknowledge its *
22// * use  in  resulting  scientific  publications,  and indicate your *
23// * acceptance of all terms of the Geant4 Software license.          *
24// ********************************************************************
25//
26//
27// $Id: G4GaussJacobiQ.cc,v 1.8 2007/11/13 17:35:06 gcosmo Exp $
28// GEANT4 tag $Name: geant4-09-03 $
29//
30#include "G4GaussJacobiQ.hh"
31
32
33// -------------------------------------------------------------
34//
35// Constructor for Gauss-Jacobi integration method.
36//
37
38G4GaussJacobiQ::G4GaussJacobiQ(       function pFunction,
39                                      G4double alpha,
40                                      G4double beta, 
41                                      G4int nJacobi           ) 
42   : G4VGaussianQuadrature(pFunction)
43
44{
45  const G4double tolerance = 1.0e-12 ;
46  const G4double maxNumber = 12 ;
47  G4int i=1, k=1 ;
48  G4double root=0.;
49  G4double alphaBeta=0.0, alphaReduced=0.0, betaReduced=0.0,
50           root1=0.0, root2=0.0, root3=0.0 ;
51  G4double a=0.0, b=0.0, c=0.0,
52           newton1=0.0, newton2=0.0, newton3=0.0, newton0=0.0,
53           temp=0.0, rootTemp=0.0 ;
54
55  fNumber   = nJacobi ;
56  fAbscissa = new G4double[fNumber] ;
57  fWeight   = new G4double[fNumber] ;
58
59  for (i=1;i<=nJacobi;i++)
60  {
61     if (i == 1)
62     {
63        alphaReduced = alpha/nJacobi ;
64        betaReduced = beta/nJacobi ;
65        root1 = (1.0+alpha)*(2.78002/(4.0+nJacobi*nJacobi)+
66              0.767999*alphaReduced/nJacobi) ;
67        root2 = 1.0+1.48*alphaReduced+0.96002*betaReduced
68              + 0.451998*alphaReduced*alphaReduced
69              + 0.83001*alphaReduced*betaReduced ;
70        root  = 1.0-root1/root2 ;
71     } 
72     else if (i == 2)
73     {
74        root1=(4.1002+alpha)/((1.0+alpha)*(1.0+0.155998*alpha)) ;
75        root2=1.0+0.06*(nJacobi-8.0)*(1.0+0.12*alpha)/nJacobi ;
76        root3=1.0+0.012002*beta*(1.0+0.24997*std::fabs(alpha))/nJacobi ;
77        root -= (1.0-root)*root1*root2*root3 ;
78     } 
79     else if (i == 3) 
80     {
81        root1=(1.67001+0.27998*alpha)/(1.0+0.37002*alpha) ;
82        root2=1.0+0.22*(nJacobi-8.0)/nJacobi ;
83        root3=1.0+8.0*beta/((6.28001+beta)*nJacobi*nJacobi) ;
84        root -= (fAbscissa[0]-root)*root1*root2*root3 ;
85     }
86     else if (i == nJacobi-1)
87     {
88        root1=(1.0+0.235002*beta)/(0.766001+0.118998*beta) ;
89        root2=1.0/(1.0+0.639002*(nJacobi-4.0)/(1.0+0.71001*(nJacobi-4.0))) ;
90        root3=1.0/(1.0+20.0*alpha/((7.5+alpha)*nJacobi*nJacobi)) ;
91        root += (root-fAbscissa[nJacobi-4])*root1*root2*root3 ;
92     } 
93     else if (i == nJacobi) 
94     {
95        root1 = (1.0+0.37002*beta)/(1.67001+0.27998*beta) ;
96        root2 = 1.0/(1.0+0.22*(nJacobi-8.0)/nJacobi) ;
97        root3 = 1.0/(1.0+8.0*alpha/((6.28002+alpha)*nJacobi*nJacobi)) ;
98        root += (root-fAbscissa[nJacobi-3])*root1*root2*root3 ;
99     } 
100     else
101     {
102        root = 3.0*fAbscissa[i-2]-3.0*fAbscissa[i-3]+fAbscissa[i-4] ;
103     }
104     alphaBeta = alpha + beta ;
105     for (k=1;k<=maxNumber;k++)
106     {
107        temp = 2.0 + alphaBeta ;
108        newton1 = (alpha-beta+temp*root)/2.0 ;
109        newton2 = 1.0 ;
110        for (G4int j=2;j<=nJacobi;j++)
111        {
112           newton3 = newton2 ;
113           newton2 = newton1 ;
114           temp = 2*j+alphaBeta ;
115           a = 2*j*(j+alphaBeta)*(temp-2.0) ;
116           b = (temp-1.0)*(alpha*alpha-beta*beta+temp*(temp-2.0)*root) ;
117           c = 2.0*(j-1+alpha)*(j-1+beta)*temp ;
118           newton1 = (b*newton2-c*newton3)/a ;
119        }
120        newton0 = (nJacobi*(alpha - beta - temp*root)*newton1 +
121               2.0*(nJacobi + alpha)*(nJacobi + beta)*newton2)/
122              (temp*(1.0 - root*root)) ;
123        rootTemp = root ;
124        root = rootTemp - newton1/newton0 ;
125        if (std::fabs(root-rootTemp) <= tolerance)
126        {
127           break ;
128        }
129     }
130     if (k > maxNumber) 
131     {
132        G4Exception("G4GaussJacobiQ::G4GaussJacobiQ()", "OutOfRange",
133                    FatalException, "Too many iterations in constructor.") ;
134     }
135     fAbscissa[i-1] = root ;
136     fWeight[i-1] = std::exp(GammaLogarithm((G4double)(alpha+nJacobi)) + 
137                        GammaLogarithm((G4double)(beta+nJacobi)) - 
138                        GammaLogarithm((G4double)(nJacobi+1.0)) -
139                        GammaLogarithm((G4double)(nJacobi + alphaBeta + 1.0)))
140                        *temp*std::pow(2.0,alphaBeta)/(newton0*newton2) ;
141  }
142}
143
144
145// ----------------------------------------------------------
146//
147// Gauss-Jacobi method for integration of
148// ((1-x)^alpha)*((1+x)^beta)*pFunction(x)
149// from minus unit to plus unit .
150
151
152G4double
153G4GaussJacobiQ::Integral() const 
154{
155   G4double integral = 0.0 ;
156   for(G4int i=0;i<fNumber;i++)
157   {
158      integral += fWeight[i]*fFunction(fAbscissa[i]) ;
159   }
160   return integral ;
161}
162
Note: See TracBrowser for help on using the repository browser.