透過 MCP 連接 →

輸入計算

數學公式

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結果

完全橢圓積分數值表
51
rows generated (first row k = 0)
# k K(k) E(k)
0 0 1.5707963268 1.5707963268
1 0.02 1.5709534418 1.5706392197
2 0.04 1.5714252114 1.570167568
3 0.06 1.5722129134 1.5693803786
4 0.08 1.5733186891 1.568275988
5 0.1 1.5747455615 1.5668520503
6 0.12 1.5764974611 1.5651055197
7 0.14 1.5785792598 1.5630326273
8 0.16 1.580996813 1.560628853
9 0.18 1.5837570122 1.5578888898
10 0.2 1.5868678475 1.554806602
11 0.22 1.5903384811 1.5513749753
12 0.24 1.5941793356 1.5475860589
13 0.26 1.5984021958 1.5434308965
14 0.28 1.6030203282 1.5388994483
15 0.3 1.6080486199 1.5339804978
16 0.32 1.6135037416 1.5286615464
17 0.34 1.6194043356 1.522928689
18 0.36 1.6257712374 1.5167664705
19 0.38 1.6326277338 1.5101577185
20 0.4 1.6399998659 1.5030833481
21 0.42 1.6479167867 1.4955221333
22 0.44 1.6564111832 1.4874504379
23 0.46 1.6655197786 1.4788418981
24 0.48 1.6752839313 1.4696670457
25 0.5 1.6857503548 1.4598928582
26 0.52 1.6969719877 1.4494822193
27 0.54 1.7090090521 1.4383932656
28 0.56 1.7219303517 1.4265785921
29 0.58 1.7358148763 1.4139842766
30 0.6 1.7507538029 1.4005486705
31 0.62 1.7668530174 1.3862008873
32 0.64 1.7842363259 1.3708588912
33 0.66 1.8030495951 1.3544270507
34 0.68 1.8234661602 1.3367929675
35 0.7 1.8456939984 1.3178233024
36 0.72 1.8699854005 1.2973581904
37 0.74 1.8966502641 1.2752036263
38 0.76 1.9260747573 1.2511208573
39 0.78 1.9587481843 1.2248112405
40 0.8 1.9953027777 1.1958939975
41 0.82 2.0365746658 1.1638724176
42 0.84 2.0837011184 1.1280804106
43 0.86 2.1382834421 1.0875937557
44 0.88 2.2026769671 1.0410735087
45 0.9 2.2805491384 0.9864673682
46 0.92 2.3780711768 0.9203779727
47 0.94 2.506864511 0.8365160987
48 0.96 2.6931429647 0.7209502402
49 0.98 3.0209804456 0.5298788872
50 1 無限大 1

這個計算器能做什麼

本工具會針對一連串模數 k,建立兩種完全橢圓積分的數值表:第一類的 K(k) 與第二類的 E(k)。只要輸入起始值、步長與想要的列數,計算器就會從起始值開始,每一列遞增一個步長,並逐列回報對應的 K(k) 與 E(k)。這屬於純數學中的特殊函數計算,結果在世界各地都完全一致,沒有地區差異。

k 從 0 變化到 1 時,K(k) 升向垂直漸近線、E(k) 下降的曲線圖
當 k 趨近於 1 時 K(k) 發散,而 E(k) 平滑下降。

使用方法

請輸入 k 的起始值(模數,為純比值,須滿足 -1 ≤ k ≤ 1)、每列遞增量(步長,可為負值),以及重複次數(列數,須為 ≥ 1 的整數)。舉例來說,起始值設 0、步長設 0.02、列數設 51,就會讓 k 從 0.00 一路掃到 1.00。由於這兩個積分只取決於 k 的平方,因此負的 k 會得到與正 k 相同的數值。

公式說明

這裡採用的引數是模數 k,而非參數 m = k²,請特別留意兩者的差別。以積分形式表示,K(k) 是 dθ / sqrt(1 - k² sin²θ) 從 0 到 pi/2 的定積分;E(k) 則是在同一範圍內對 sqrt(1 - k² sin²θ) dθ 積分。我們以快速且高精度的算術幾何平均法(AGM)來求值:K(k) = pi / (2 · AGM(1, sqrt(1 - k²)))。至於 E(k),則透過累加 AGM 過程中的 c 項求得:E(k) = K(k) · (1 - Σ 2^(n-1) c_n²),其中 c_0² = k²。

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兩個數列收斂到共同的算術幾何平均值的示意圖
AGM 反覆計算算術平均與幾何平均,直到兩個數列收斂。

實際範例

以 k = 0.5 為例:1 - k² = 0.75,開根號得 0.8660254。AGM(1, 0.8660254) ≈ 0.9318082,因此 K(0.5) = pi / (2 · 0.9318082) = 1.6857503548。c 項總和約為 0.1339804,於是 E(0.5) = 1.6857503548 · (1 - 0.1339804) = 1.4603362889。

常見問題

當 k = 1 時會怎樣? K(1) 會發散至無限大;E(1) 則恰好等於 1。因此在這個邊界列上,表格會顯示 K 為「Infinity(無限大)」、E 為 1,而不會直接出錯當機。

計算器用的是 k 還是 m? 用的是模數 k。如果你手上拿到的是參數 m,請先開根號(k = sqrt(m))再輸入。

那 |k| > 1 的情形呢? 這已超出實數定義域 -1 ≤ k ≤ 1,凡是落在此範圍外的列都會被標示為超出定義域。

最後更新: