MCP рдХреЗ рдорд╛рдзреНрдпрдо рд╕реЗ рдХрдиреЗрдХреНрдЯ рдХрд░реЗрдВ тЖТ

рдЧрдгрдирд╛ рджрд░реНрдЬ рдХрд░реЗрдВ

рд╕реВрддреНрд░ (рдлреЙрд░реНрдореВрд▓рд╛)

рд╡рд┐рдЬреНрдЮрд╛рдкрди

рдкрд░рд┐рдгрд╛рдо

рдШрд╛рддрд╛рдВрдХреАрдп рд╕рдорд╛рдХрд▓рди рддрд╛рд▓рд┐рдХрд╛
51 points
x from -5 step 0.2
рдкрд╣рд▓реА рдкрдВрдХреНрддрд┐ x = -5, Ei = -0.0011483
рдЕрдВрддрд┐рдо рдкрдВрдХреНрддрд┐ x = 5, Ei = 40.18527536
x Ei(x)
-5 -0.0011482956
-4.8 -0.0014529939
-4.6 -0.0018410058
-4.4 -0.00233601
-4.2 -0.0029687622
-4 -0.0037793524
-3.8 -0.0048202468
-3.6 -0.0061604143
-3.4 -0.0078909735
-3.2 -0.0101329925
-3 -0.0130483811
-2.8 -0.0168552924
-2.6 -0.0218502218
-2.4 -0.0284402609
-2.2 -0.0371911371
-2 -0.0489005107
-1.8 -0.0647131294
-1.6 -0.0863083337
-1.4 -0.1162193126
-1.2 -0.1584084369
-1 -0.2193839344
-0.8 -0.3105965785
-0.6 -0.4543795032
-0.4 -0.7023801189
-0.2 -1.2226505442
0 NaN
0.2 -0.8217605879
0.4 0.1047652186
0.6 0.7698812899
0.8 1.3473965482
1 1.8951178164
1.2 2.4420922852
1.4 3.0072074642
1.6 3.605319949
1.8 4.2498675575
2 4.954234356
2.2 5.7326146998
2.4 6.6006702764
2.6 7.5761147698
2.8 8.6792977238
3 9.9338325706
3.2 11.367302657
3.4 13.0120753041
3.6 14.9062540995
3.8 17.0948022652
4 19.6308744701
4.2 22.5774006478
4.4 26.0089732716
4.6 30.0140992965
4.8 34.6978898738
5 40.1852753558

рдШрд╛рддрд╛рдВрдХреАрдп рд╕рдорд╛рдХрд▓рди Ei(x) рддрд╛рд▓рд┐рдХрд╛ рдХреИрд▓рдХреБрд▓реЗрдЯрд░ рдХреНрдпрд╛ рд╣реИ?

рдпрд╣ рдЯреВрд▓ рд╕рдорд╛рди рдЕрдВрддрд░рд╛рд▓ рд╡рд╛рд▓реЗ x рдорд╛рдиреЛрдВ рдХреА рдПрдХ рд╢реНрд░реГрдВрдЦрд▓рд╛ рдкрд░ рдШрд╛рддрд╛рдВрдХреАрдп рд╕рдорд╛рдХрд▓рди (exponential integral) Ei(x) рдХреА рддрд╛рд▓рд┐рдХрд╛ рддреИрдпрд╛рд░ рдХрд░рддрд╛ рд╣реИред рдЖрдк рдПрдХ рдкреНрд░рд╛рд░рдВрднрд┐рдХ рдорд╛рди, рд╕реНрдЯреЗрдк рдХрд╛ рдЖрдХрд╛рд░ рдФрд░ рдХрд┐рддрдиреЗ рдмрд┐рдВрджреБ рдЪрд╛рд╣рд┐рдП тАФ рдпрд╣ рддрдп рдХрд░рддреЗ рд╣реИрдВ, рдФрд░ рдХреИрд▓рдХреБрд▓реЗрдЯрд░ рд╣рд░ x рдкрд░ Ei рдХреА рдЧрдгрдирд╛ рдХрд░ рджреЗрддрд╛ рд╣реИред рдШрд╛рддрд╛рдВрдХреАрдп рд╕рдорд╛рдХрд▓рди рдПрдХ рд╡рд┐рд╢реЗрд╖ рдлрд▓рди рд╣реИ рдЬреЛ рднреМрддрд┐рдХреА рдФрд░ рдЗрдВрдЬреАрдирд┐рдпрд░рд┐рдВрдЧ рдореЗрдВ рдмрд╛рд░-рдмрд╛рд░ рд╕рд╛рдордиреЗ рдЖрддрд╛ рд╣реИ, рдЬреИрд╕реЗ рд╡рд┐рдХрд┐рд░рдг рд╕реНрдерд╛рдирд╛рдВрддрд░рдг (radiative transfer), рдЗрд▓реЗрдХреНрдЯреНрд░реЙрди-рдмреАрдо рд╕рд┐рдореБрд▓реЗрд╢рди рдФрд░ рд╕рдорд╛рдХрд▓рдиреЛрдВ рдХреЗ рдЕрд╕рд┐рдореНрдкреНрдЯреЙрдЯрд┐рдХ рд╡рд┐рд╢реНрд▓реЗрд╖рдг рдореЗрдВред

рдЗрд╕реЗ рдХреИрд╕реЗ рдЗрд╕реНрддреЗрдорд╛рд▓ рдХрд░реЗрдВ

x рдХрд╛ рдкреНрд░рд╛рд░рдВрднрд┐рдХ рдорд╛рди (рдкрд╣рд▓реА рдкрдВрдХреНрддрд┐) рджрд░реНрдЬ рдХрд░реЗрдВ, рд╣рд░ рдЕрдЧрд▓реА рдкрдВрдХреНрддрд┐ рдореЗрдВ x рдореЗрдВ рдЬреЛрдбрд╝реА рдЬрд╛рдиреЗ рд╡рд╛рд▓реА рд╡реГрджреНрдзрд┐ (increment) рдбрд╛рд▓реЗрдВ, рдФрд░ рдмрд┐рдВрджреБрдУрдВ (рдкрдВрдХреНрддрд┐рдпреЛрдВ) рдХреА рд╕рдВрдЦреНрдпрд╛ рднрд░реЗрдВред рдкрдВрдХреНрддрд┐ \(n\) рдХрд╛ x рдорд╛рди рдЗрд╕ рддрд░рд╣ рдирд┐рдХрд▓рддрд╛ рд╣реИ: \(x_n = \text{startX} + n \cdot \text{stepX}\), рдЬрд╣рд╛рдБ \(n = 0,\, 1,\, \dots,\, \text{pointCount}-1\)ред рдХреИрд▓рдХреБрд▓реЗрдЯрд░ рд╣рд░ (x, Ei(x)) рдЬреЛрдбрд╝реА рдХреЗ рд╕рд╛рде-рд╕рд╛рде рдкрд╣рд▓реА рдФрд░ рдЕрдВрддрд┐рдо рдкрдВрдХреНрддрд┐ рдХрд╛ рд╕рдВрдХреНрд╖рд┐рдкреНрдд рд╕рд╛рд░рд╛рдВрд╢ рднреА рджреЗрддрд╛ рд╣реИред рд╕реНрдЯреЗрдк рд╢реВрдиреНрдп рд░рдЦрдиреЗ рдкрд░ рдПрдХ рд╕реНрдерд┐рд░ рдХреЙрд▓рдо рдорд┐рд▓реЗрдЧрд╛; x = 0 рдЕрдкрд░рд┐рднрд╛рд╖рд┐рдд рд╣реИ рдХреНрдпреЛрдВрдХрд┐ рд╡рд╣рд╛рдБ Ei рдореЗрдВ рд▓реЙрдЧрд░рд┐рджрдорд┐рдХ рд╡рд┐рдЪрд┐рддреНрд░рддрд╛ (logarithmic singularity) рд╣реЛрддреА рд╣реИред

рд╕реВрддреНрд░ рдХреА рд╡реНрдпрд╛рдЦреНрдпрд╛

рдпрд╣рд╛рдБ рдЕрднрд┐рд╕рд░рдг рд╢реНрд░реЗрдгреА (convergent series) рдЗрд╕реНрддреЗрдорд╛рд▓ рд╣реЛрддреА рд╣реИ:

$$\operatorname{Ei}(x_n) = \gamma + \ln|x_n| + \sum_{k=1}^{\infty} \frac{x_n^{\,k}}{k \cdot k!}$$

рдЬрд╣рд╛рдБ \(\gamma\) рдпреВрд▓рд░-рдорд╛рд╢реНрдХреЗрд░реЛрдиреА рд╕реНрдерд┐рд░рд╛рдВрдХ \(0.5772156649\) рд╣реИред \(\ln|x|\) рдореЗрдВ рдирд┐рд░рдкреЗрдХреНрд╖ рдорд╛рди (absolute value) рдФрд░ x рдХреА рдПрдХрд╛рдВрддрд░ рдШрд╛рддреЗрдВ рдорд┐рд▓рдХрд░ рд╕рдХрд╛рд░рд╛рддреНрдордХ рддрдерд╛ рдирдХрд╛рд░рд╛рддреНрдордХ рджреЛрдиреЛрдВ рд╢рд╛рдЦрд╛рдУрдВ рдкрд░ Ei рдХреЛ рд╕рд╣реА рдврдВрдЧ рд╕реЗ рдЙрддреНрдкрдиреНрди рдХрд░рддреА рд╣реИрдВред рдмрдбрд╝реЗ \(|x|\) (рд▓рдЧрднрдЧ 40 рд╕реЗ рдЕрдзрд┐рдХ) рдХреЗ рд▓рд┐рдП рд╢реНрд░реЗрдгреА рдореЗрдВ рдорд╛рдиреЛрдВ рдХреА рдХрдЯреМрддреА (cancellation) рд╕реЗ рдЧрдбрд╝рдмрдбрд╝реА рд╣реЛрддреА рд╣реИ, рдЗрд╕рд▓рд┐рдП рдЙрд╕рдХреА рдЬрдЧрд╣ рдПрдХ рдЕрд╕рд┐рдореНрдкреНрдЯреЙрдЯрд┐рдХ рдкреНрд░рд╕рд╛рд░ \(\operatorname{Ei}(x) \sim \frac{e^x}{x} \sum \frac{n!}{x^n}\) рдХрд╛ рдЙрдкрдпреЛрдЧ рдХрд┐рдпрд╛ рдЬрд╛рддрд╛ рд╣реИред

x рдмрд░рд╛рдмрд░ рд╢реВрдиреНрдп рдкрд░ рдКрд░реНрдзреНрд╡рд╛рдзрд░ рдЕрдирдВрддрд╕реНрдкрд░реНрд╢реА рд░реЗрдЦрд╛ рд╡рд╛рд▓рд╛ рдШрд╛рддрд╛рдВрдХреАрдп рд╕рдорд╛рдХрд▓рди Ei(x) рдХрд╛ рд╡рдХреНрд░
Ei(x) рд╡рдХреНрд░: рдпрд╣ x = 0 рдХреЗ рдкрд╛рд╕ рдЛрдгрд╛рддреНрдордХ рдЕрдирдВрдд рдХреА рдУрд░ рд╡рд┐рдЪрд▓рд┐рдд рд╣реЛрддрд╛ рд╣реИ рдФрд░ рдзрдирд╛рддреНрдордХ x рдХреЗ рд▓рд┐рдП рддреЗрдЬрд╝реА рд╕реЗ рдмрдврд╝рддрд╛ рд╣реИред

рд╣рд▓ рдХрд┐рдпрд╛ рд╣реБрдЖ рдЙрджрд╛рд╣рд░рдг

x = 1 рдХреЗ рд▓рд┐рдП: \(\ln|1| = 0\) рдФрд░ рд╢реНрд░реЗрдгреА рдХрд╛ рдпреЛрдЧ рд▓рдЧрднрдЧ \(1.3179022\) рд╣реЛрддрд╛ рд╣реИ, рдЕрддрдГ $$\operatorname{Ei}(1) = 0.5772157 + 0 + 1.3179022 = 1.8951178,$$ рдЬреЛ рдорд╛рдирдХ рддрд╛рд▓рд┐рдХрд╛ рдорд╛рди рд╕реЗ рдореЗрд▓ рдЦрд╛рддрд╛ рд╣реИред рдЗрд╕реА рддрд░рд╣ \(\operatorname{Ei}(2) = 4.9542344\) рдФрд░ \(\operatorname{Ei}(-1) = -0.2193839\)ред

рддреАрд░реЛрдВ рдХреЗ рд╕рд╛рде Ei(x) рдорд╛рдиреЛрдВ рд╕реЗ рдореИрдк рдХрд┐рдП рдЧрдП рд╕рдорд╛рди рджреВрд░реА рд╡рд╛рд▓реЗ x рдорд╛рдиреЛрдВ рдХреА рддрд╛рд▓рд┐рдХрд╛
рд╣рд░ рд╕рдорд╛рди рджреВрд░реА рд╡рд╛рд▓рд╛ x рдорд╛рди рдЖрдЙрдЯрдкреБрдЯ рддрд╛рд▓рд┐рдХрд╛ рдореЗрдВ рдПрдХ Ei(x) рдкреНрд░рд╡рд┐рд╖реНрдЯрд┐ рджреЗрддрд╛ рд╣реИред

рдЕрдХреНрд╕рд░ рдкреВрдЫреЗ рдЬрд╛рдиреЗ рд╡рд╛рд▓реЗ рд╕рд╡рд╛рд▓

x = 0 рдЕрдкрд░рд┐рднрд╛рд╖рд┐рдд рдХреНрдпреЛрдВ рд╣реИ? Ei(x) рдореЗрдВ рдореВрд▓ рдмрд┐рдВрджреБ (origin) рдкрд░ рд▓реЙрдЧрд░рд┐рджрдорд┐рдХ рд╡рд┐рдЪрд┐рддреНрд░рддрд╛ рд╣реЛрддреА рд╣реИ (\(\ln|x|\) рдЕрдкрд╕рд░рд┐рдд рд╣реЛ рдЬрд╛рддрд╛ рд╣реИ), рдЗрд╕рд▓рд┐рдП рд╡рд╣рд╛рдБ рдорд╛рди not-a-number рдХреЗ рд░реВрдк рдореЗрдВ рджрд┐рдЦрд╛рдпрд╛ рдЬрд╛рддрд╛ рд╣реИред

рддрд╛рд▓рд┐рдХрд╛ рдХрд┐рддрдиреА рд╕рдЯреАрдХ рд╣реИ? рдордзреНрдпрдо \(|x|\) рдХреЗ рд▓рд┐рдП рдпрд╣ рд╢реНрд░реЗрдгреА рдорд╛рдирдХ Ei рдорд╛рдиреЛрдВ рдХреЛ рд▓рдЧрднрдЧ рдорд╢реАрди рдкрд░рд┐рд╢реБрджреНрдзрддрд╛ (machine precision) рддрдХ рдкреБрдирдГ рдЙрддреНрдкрдиреНрди рдХрд░рддреА рд╣реИ, рдФрд░ рдЕрд╕рд┐рдореНрдкреНрдЯреЙрдЯрд┐рдХ рдлрд╝реЙрд▓рдмреИрдХ рдмрдбрд╝реЗ рдЖрд░реНрдЧреНрдпреБрдореЗрдВрдЯ рдХреЛ рд╕реНрдерд┐рд░ рдмрдирд╛рдП рд░рдЦрддрд╛ рд╣реИред

Ei рдФрд░ E1 рдореЗрдВ рдХреНрдпрд╛ рдлрд░реНрдХ рд╣реИ? рдпреЗ рдЖрдкрд╕ рдореЗрдВ рдЗрд╕ рддрд░рд╣ рдЬреБрдбрд╝реЗ рд╣реИрдВ: \(x < 0\) рдХреЗ рд▓рд┐рдП \(\operatorname{Ei}(x) = -E_1(-x)\); рдпрд╣ рдХреИрд▓рдХреБрд▓реЗрдЯрд░ рдореБрдЦреНрдп-рдорд╛рди (principal-value) рд╡рд╛рд▓рд╛ Ei рд▓реМрдЯрд╛рддрд╛ рд╣реИред

рдЕрдВрддрд┐рдо рдЕрдкрдбреЗрдЯ: