source: sasmodels/sasmodels/models/lib/sas_J1.c @ f102a96

core_shell_microgelscostrafo411magnetic_modelticket-1257-vesicle-productticket_1156ticket_1265_superballticket_822_more_unit_tests
Last change on this file since f102a96 was eb2946f, checked in by Paul Kienzle <pkienzle@…>, 7 years ago

improve precision of sasmodels special functions

  • Property mode set to 100644
File size: 4.9 KB
Line 
1/*                                                      j1.c
2 *
3 *      Bessel function of order one
4 *
5 *
6 *
7 * SYNOPSIS:
8 *
9 * double x, y, j1();
10 *
11 * y = j1( x );
12 *
13 *
14 *
15 * DESCRIPTION:
16 *
17 * Returns Bessel function of order one of the argument.
18 *
19 * The domain is divided into the intervals [0, 8] and
20 * (8, infinity). In the first interval a 24 term Chebyshev
21 * expansion is used. In the second, the asymptotic
22 * trigonometric representation is employed using two
23 * rational functions of degree 5/5.
24 *
25 *
26 *
27 * ACCURACY:
28 *
29 *                      Absolute error:
30 * arithmetic   domain      # trials      peak         rms
31 *    DEC       0, 30       10000       4.0e-17     1.1e-17
32 *    IEEE      0, 30       30000       2.6e-16     1.1e-16
33 *
34 *
35 */
36
37/*
38Cephes Math Library Release 2.8:  June, 2000
39Copyright 1984, 1987, 1989, 2000 by Stephen L. Moshier
40*/
41
42#if FLOAT_SIZE>4
43//Cephes double pression function
44double cephes_j1(double x);
45
46constant double RPJ1[8] = {
47    -8.99971225705559398224E8,
48    4.52228297998194034323E11,
49    -7.27494245221818276015E13,
50    3.68295732863852883286E15,
51    0.0,
52    0.0,
53    0.0,
54    0.0 };
55
56constant double RQJ1[8] = {
57    6.20836478118054335476E2,
58    2.56987256757748830383E5,
59    8.35146791431949253037E7,
60    2.21511595479792499675E10,
61    4.74914122079991414898E12,
62    7.84369607876235854894E14,
63    8.95222336184627338078E16,
64    5.32278620332680085395E18
65    };
66
67constant double PPJ1[8] = {
68    7.62125616208173112003E-4,
69    7.31397056940917570436E-2,
70    1.12719608129684925192E0,
71    5.11207951146807644818E0,
72    8.42404590141772420927E0,
73    5.21451598682361504063E0,
74    1.00000000000000000254E0,
75    0.0} ;
76
77
78constant double PQJ1[8] = {
79    5.71323128072548699714E-4,
80    6.88455908754495404082E-2,
81    1.10514232634061696926E0,
82    5.07386386128601488557E0,
83    8.39985554327604159757E0,
84    5.20982848682361821619E0,
85    9.99999999999999997461E-1,
86    0.0 };
87
88constant double QPJ1[8] = {
89    5.10862594750176621635E-2,
90    4.98213872951233449420E0,
91    7.58238284132545283818E1,
92    3.66779609360150777800E2,
93    7.10856304998926107277E2,
94    5.97489612400613639965E2,
95    2.11688757100572135698E2,
96    2.52070205858023719784E1 };
97
98constant double QQJ1[8] = {
99    7.42373277035675149943E1,
100    1.05644886038262816351E3,
101    4.98641058337653607651E3,
102    9.56231892404756170795E3,
103    7.99704160447350683650E3,
104    2.82619278517639096600E3,
105    3.36093607810698293419E2,
106    0.0 };
107
108double cephes_j1(double x)
109{
110
111    double w, z, p, q, xn, abs_x, sign_x;
112
113    const double Z1 = 1.46819706421238932572E1;
114    const double Z2 = 4.92184563216946036703E1;
115    const double THPIO4 =  2.35619449019234492885;
116    const double SQ2OPI = 0.79788456080286535588;
117
118    // 2017-05-18 PAK - mathematica and mpmath use J1(-x) = -J1(x)
119    if (x < 0) {
120        abs_x = -x;
121        sign_x = -1.0;
122    } else {
123        abs_x = x;
124        sign_x = 1.0;
125    }
126
127    if( abs_x <= 5.0 ) {
128        z = abs_x * abs_x;
129        w = polevl( z, RPJ1, 3 ) / p1evl( z, RQJ1, 8 );
130        w = w * abs_x * (z - Z1) * (z - Z2);
131        return( sign_x * w );
132    }
133
134    w = 5.0/abs_x;
135    z = w * w;
136    p = polevl( z, PPJ1, 6)/polevl( z, PQJ1, 6 );
137    q = polevl( z, QPJ1, 7)/p1evl( z, QQJ1, 7 );
138    xn = abs_x - THPIO4;
139
140    double sn, cn;
141    SINCOS(xn, sn, cn);
142    p = p * cn - w * q * sn;
143
144    return( sign_x * p * SQ2OPI / sqrt(abs_x) );
145}
146
147#else
148//Single precission version of cephes
149float cephes_j1f(float x);
150
151constant float JPJ1[8] = {
152    -4.878788132172128E-009,
153    6.009061827883699E-007,
154    -4.541343896997497E-005,
155    1.937383947804541E-003,
156    -3.405537384615824E-002,
157    0.0,
158    0.0,
159    0.0
160    };
161
162constant float MO1J1[8] = {
163    6.913942741265801E-002,
164    -2.284801500053359E-001,
165    3.138238455499697E-001,
166    -2.102302420403875E-001,
167    5.435364690523026E-003,
168    1.493389585089498E-001,
169    4.976029650847191E-006,
170    7.978845453073848E-001
171    };
172
173constant float PH1J1[8] = {
174    -4.497014141919556E+001,
175    5.073465654089319E+001,
176    -2.485774108720340E+001,
177    7.222973196770240E+000,
178    -1.544842782180211E+000,
179    3.503787691653334E-001,
180    -1.637986776941202E-001,
181    3.749989509080821E-001
182    };
183
184float cephes_j1f(float xx)
185{
186
187    float x, w, z, p, q, xn;
188
189    const float Z1 = 1.46819706421238932572E1;
190    const float THPIO4F =  2.35619449019234492885;    /* 3*pi/4 */
191
192
193    // 2017-05-18 PAK - mathematica and mpmath use J1(-x) = -J1(x)
194    x = xx;
195    if( x < 0 )
196        x = -xx;
197
198    if( x <= 2.0 ) {
199        z = x * x;
200        p = (z-Z1) * x * polevl( z, JPJ1, 4 );
201        return( xx < 0. ? -p : p );
202    }
203
204    q = 1.0/x;
205    w = sqrt(q);
206
207    p = w * polevl( q, MO1J1, 7);
208    w = q*q;
209    xn = q * polevl( w, PH1J1, 7) - THPIO4F;
210    p = p * cos(xn + x);
211
212    return( xx < 0. ? -p : p );
213}
214#endif
215
216#if FLOAT_SIZE>4
217#define sas_J1 cephes_j1
218#else
219#define sas_J1 cephes_j1f
220#endif
221
222//Finally J1c function that equals 2*J1(x)/x
223double sas_2J1x_x(double x);
224double sas_2J1x_x(double x)
225{
226    return (x != 0.0 ) ? 2.0*sas_J1(x)/x : 1.0;
227}
Note: See TracBrowser for help on using the repository browser.