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輸入計算

數學公式

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結果

指數積分數值表
51 points
x from -5 step 0.2
第一列 x = -5, Ei = -0.0011483
最後一列 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 非數值
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

指數積分 Ei(x) 數值表計算器是什麼?

這個工具能在一連串等間距的 x 值上,建立指數積分 Ei(x) 的數值表。你只要選定起始值、間距大小,以及想要的點數,計算器就會逐一算出每個 x 對應的 Ei 值。指數積分是一種特殊函數,廣泛出現在物理與工程領域,例如輻射傳輸、電子束模擬,以及積分的漸近分析。

使用方式

輸入 \(x\) 的初始值(第一列)、每往下一列要加上的增量,以及點數(列數)。第 \(n\) 列的 x 值為 \(x_n = \text{startX} + n \cdot \text{stepX}\),其中 \(n = 0, 1, \dots, \text{pointCount}-1\)。計算器會回傳每一組 \((x, \operatorname{Ei}(x))\) 數值,並附上第一列與最後一列的快速摘要。若間距設為零,整欄都會是相同的常數值;而 \(x = 0\) 沒有定義,因為 Ei 在此處有對數奇異點。

公式說明

本工具採用的收斂級數為 $$\operatorname{Ei}(x_n) = \gamma + \ln|x_n| + \sum_{k=1}^{\infty} \frac{x_n^{\,k}}{k \cdot k!}$$ 其中 \(\gamma\) 為歐拉—馬斯刻若尼常數(Euler-Mascheroni constant)\(0.5772156649\)。\(\ln|x|\) 中的絕對值搭配 \(x\) 的次方變化,能在正負兩個分支上都正確算出 Ei。當 \(|x|\) 很大時(約超過 40),級數會出現嚴重的相消誤差,因此改用漸近展開式 $$\operatorname{Ei}(x) \sim \frac{e^x}{x} \sum_{n} \frac{n!}{x^n}$$ 來計算。

指數積分 Ei(x) 曲線,在 x 等於零處有一條垂直漸近線
Ei(x) 曲線:在 x = 0 附近發散至負無窮,並在 x 為正時急劇上升。

實例演練

以 \(x = 1\) 為例:\(\ln|1| = 0\),而級數和約為 \(1.3179022\),因此 $$\operatorname{Ei}(1) = 0.5772157 + 0 + 1.3179022 = 1.8951178$$ 與標準表列值一致。同理,\(\operatorname{Ei}(2) = 4.9542344\),\(\operatorname{Ei}(-1) = -0.2193839\)。

等間距 x 值透過箭頭對應到 Ei(x) 值的表格
每個等間距的 x 值在輸出表中產生一個 Ei(x) 條目。

常見問題

為什麼 x = 0 沒有定義?Ei(x) 在原點處有對數奇異點(\(\ln|x|\) 會發散),因此該值會以「非數字(NaN)」回報。

這個數值表有多準確?對於中等大小的 \(|x|\),級數所重現的 Ei 值大致達到機器精度;遇到大引數時則改用漸近展開作為後備,維持結果穩定。

Ei 與 E1 有什麼不同?兩者的關係為 \(\operatorname{Ei}(x) = -E_1(-x)\)(當 \(x < 0\));本計算器回傳的是 Ei 的主值(principal value)。

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