指数积分

更新时间:2022-08-25 14:17

在数学中,指数积分是函数的一种,它不能表示为初等函数,是特殊的不完全伽马函数之一。

指数积分的定义

n阶指数积分(Exponential Integral)为

对正整数n≥1, 与 之间的递推关系为

当自变量为正实数且 时,函数 满足如下不等式

一阶指数积分

一阶指数积分(虚数自变量)是自变量取纯虚数时的积分(即式(1)中 )

该式也可以表示为如下等效形式

式中: 为欧拉一马歇罗尼常数(Euler-Mascheroni constant):

三阶指数积分

三阶指数积分(实数自变量)是自变量为正实数的指数积分(即式(1)中n=3)为

这一函数可用来计算无限片状分布声源的辐射噪声场。对所有 都有效的一个近似式(基于式(3))为

对于在区间 上取值的x,此近似式的最大相对误差为2%。

正弦积分函数与余弦积分函数

正弦积分函数(Sine Integral Function)与余弦积分函数(Cosine Integral Function)分别为

这两个函数与指数积分的关系如下

由此可得

这两个函数的渐近值为

指数积分与其它函数的关系

与对数积分

指数积分与对数积分 的关系: ;另外一个有密切关系的函数:;可以延伸到负数: ;我们可以把两个函数都用整函数来表示:

此函数的性质:

指数积分还可以推广为: 。

导数

函数 与 的导数有以下简单的关系: ;然而,这里假设了n是整数复数n的推广还没有在文献中报导,虽然这种推广是有可能的。

复变量的指数积分

从定义中可以看出,指数积分与三角积分之间的关系: 。

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