指数积分 :不完全伽马函数之一

更新时间:2024-09-20 15:41

在数学中,指数积分是函数的一种,它不能表示为初等函数。

定义

对任意实数,指数积分有下定义:

,这个积分必须用柯西主值来解释。

如果自变量是复数的情形,这个定义就变得模棱两可了。为了避免歧义,我们使用以下的记法:

如果,则

其中,

性质

收敛级数

其中γ是欧拉常数。

渐进(发散)级数

自变量的值较大时,用以上的收敛级数来计算指数积分是困难的。在这种情况下,我们可以使用发散(或渐近)级数:

指数和对数的表现

E1在自变量较大时的表现类似指数函数,自变量较小时类似对数函

数。

这个不等式的左端在图中用红色曲线来表示,中间的黑色曲线是E1(x),不等式的右端用蓝色曲线来表示。

与其它函数的关系

指数积分与对数积分li(x)的关系:

另外一个有密切关系的函数,具有不同的积分限:

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En与E1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:

图中的黑色和红色曲线分别描述了的实数虚数部分。

参考资料

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