余弦积分最常见的形式是
其中
是指数积分,
是En-函数,以及
是欧拉-马歇罗尼常数。
由 Wolfram 语言 命令返回CosIntegral[x],并且也常被表示为
。
具有级数展开
![Ci(x)=gamma+lnx+sum_(k=1)^infty((-x^2)^k)/(2k(2k)!)](/images/equations/CosineIntegral/NumberedEquation1.svg) |
(5)
|
(Havil 2003, p. 106; 在定义中插入负号之后)。
导数是
![d/(dz)Ci(z)=(cosz)/z,](/images/equations/CosineIntegral/NumberedEquation2.svg) |
(6)
|
并且积分是
![intCi(z)dz=zCi(z)-sinz.](/images/equations/CosineIntegral/NumberedEquation3.svg) |
(7)
|
在 0.616505, 3.38418, 6.42705, ... 处有零点。极值发生在当
![Ci^'(x)=(cosx)/x=0,](/images/equations/CosineIntegral/NumberedEquation4.svg) |
(8)
|
或
,或
,
,
, ... 时,这些点交替为极大值和极小值。在这些点,
等于 0.472001,
, 0.123772, ...。拐点发生在当
![Ci^('')(x)=-(cosx)/(x^2)-(sinx)/x=0,](/images/equations/CosineIntegral/NumberedEquation5.svg) |
(9)
|
其简化为
![1+xtanx=0,](/images/equations/CosineIntegral/NumberedEquation6.svg) |
(10)
|
其解为 2.79839, 6.12125, 9.31787, ...。
相关的函数
有时也被定义。
要找到余弦函数积分幂的闭合形式,使用分部积分法得到
现在,如果
是偶数,因此
,则
另一方面,如果
是奇数,因此
,则
![intcos^(2n+1)xdx=sinxsum_(k=0)^n((2n-2k-1)!!)/((2n+1)!!)((2n)!!)/((2n-2k)!!)cos^(2n-2k)x.](/images/equations/CosineIntegral/NumberedEquation7.svg) |
(17)
|
现在令
,
![intcos^(2n)xdx=((2n)!!)/((2n+1)!!)sinxsum_(k=0)^n((2k-1)!!)/((2k)!!)cos^(2k)x.](/images/equations/CosineIntegral/NumberedEquation8.svg) |
(18)
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那么一般结果是
![intcos^mxdx={((2n-1)!!)/((2n)!!)[sinxsum_(k=0)^(n-1)((2k)!!)/((2k+1)!!)cos^(2k+1)x+x] for m=2n; ((2n)!!)/((2n+1)!!)sinxsum_(k=0)^n((2k-1)!!)/((2k)!!)cos^(2k)x for m=2n+1.](/images/equations/CosineIntegral/NumberedEquation9.svg) |
(19)
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余弦乘以高斯函数的无穷积分也可以用闭合形式完成,
![int_(-infty)^inftye^(-ax^2)cos(kx)dx=sqrt(pi/a)e^(-k^2/4a).](/images/equations/CosineIntegral/NumberedEquation10.svg) |
(20)
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另请参阅
Chi,
阻尼指数余弦积分,
尼尔森螺线,
Shi,
正弦积分
相关 Wolfram 网站
http://functions.wolfram.com/GammaBetaErf/CosIntegral/
在 Wolfram|Alpha 中探索
参考文献
Abramowitz, M. 和 Stegun, I. A. (Eds.). "Sine and Cosine Integrals." §5.2 in Handbook of Mathematical Functions with Formulas, Graphs, and Mathematical Tables, 9th printing. New York: Dover, pp. 231-233, 1972.Arfken, G. Mathematical Methods for Physicists, 3rd ed. Orlando, FL: Academic Press, pp. 342-343, 1985.Harris, F. E. "Spherical Bessel Expansions of Sine, Cosine, and Exponential Integrals." Appl. Numer. Math. 34, 95-98, 2000.Havil, J. Gamma: Exploring Euler's Constant. Princeton, NJ: Princeton University Press, pp. 105-106, 2003.Press, W. H.; Flannery, B. P.; Teukolsky, S. A.; 和 Vetterling, W. T. "Fresnel Integrals, Cosine and Sine Integrals." §6.79 in Numerical Recipes in FORTRAN: The Art of Scientific Computing, 2nd ed. Cambridge, England: Cambridge University Press, pp. 248-252, 1992.Spanier, J. 和 Oldham, K. B. "The Cosine and Sine Integrals." Ch. 38 in An Atlas of Functions. Washington, DC: Hemisphere, pp. 361-372, 1987.在 Wolfram|Alpha 上被引用
余弦积分
引用为
Weisstein, Eric W. "余弦积分。" 来自 MathWorld--Wolfram Web 资源。 https://mathworld.net.cn/CosineIntegral.html
学科分类