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對數積分
鎖定
- 中文名
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對數積分
- 外文名
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Logarithmic Integral
- 所屬學科
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數理科學
- 應用範圍
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非初等函數,物理學,數論
- 定 義
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li(x)=∫1/ln(t) dt
- 主要出現
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素數定理與黎曼猜想的相關理論
- 數 學
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應用學科
對數積分積分表示法
對數積分有一個積分的表示法,對所有的正實數
都有定義:
[1]
在這裏,ln表示
自然對數。函數1/ln (
t)在
t= 1處有一個
奇點,當
x> 1時,這個積分只能用
柯西主值的概念來解釋:
對數積分歐拉對數積分
由於這個積分在x趨近於0時,值會趨近於負無窮大,有些數學家為了避免麻煩,常會選擇另外一個相似的定義,
歐拉對數積分定義為:
[2]
或
函數li(x)有一個正根,它出現在x≈ 1.45136 92348 ...。這個數稱為Ramanujan-Soldner常數。
對數積分級數表示法
函數li(
x)與
指數積分Ei(
x)有以下的關係:
[1]
其中x>1。這個等式提供了li(x)的一個級數表示法:
其中γ ≈ 0.57721 56649 01532 ...是歐拉-馬歇羅尼常數。一個收斂得更快的級數,是:
對數積分漸近展開式
或
注意,作為漸近展開式,這個級數是
發散的:只有級數前面有限個項才是較好的估計。這個展開式可從
指數積分的漸近展開式直接推出。
對數積分數論中重要性
對數積分在
數論中十分重要,出現在小於某個整數的素數個數的估計中。例如,
素數定理表明:
其中π(x)是小於或等於x的素數的個數。
對數積分不定積分
由定義得對數積分函數的導數即對數函數,
同時,其不定積分可表示為
,Ei(x)為前文有所提及的指數積分函數。
- 參考資料
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1.
鄭一. 關於對數積分的基本理論[J]. 青島建築工程學院學報, 2002, 23(3): 84-89.
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2.
Koosis P. The logarithmic integral[M]. Cambridge university press, 2009.