Вместо компонент Фурье от координат удобнее вычислять компоненты Фурье от скоростей, воспользовавшись тем, что =−iω0nxn, =−iω0nyn. Имеем
xn = = eiω0nt dt.
Но dt=dx=−a sinξ dξ; переходя от интегрирования по dt к интегрированию по dξ, имеем, таким образом:
xn = − ein(ξ−ε sinξ) sinξ dξ.
Аналогичным образом находим
yn = ein(ξ−ε sinξ) cosξ dξ = ein(ξ−ε sinξ)dξ
(при переходе от первого интеграла ко второму в подынтегральном выражении пишем cosξ ≡cosξ − + ; тогда интеграл от первого члена берется и притом тождественно обращается в нуль). Наконец, воспользуемся известной формулой теории функций Бесселя:
ei(nξ−x sinξ)dξ = cos(nξ − x sinξ = Jn(x), (70.6)
где Jn(x) — функция Бесселя целочисленного порядка n. В результате окончательно получаем следующие выражения для искомых компонент Фурье:
xn = J'n(nε), yn = Jn(nε) (70.7)
(штрих y функции Бесселя обозначает дифференцирование по ее аргументу).