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輸入計算

數學公式

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結果

[email protected]" .main-result { background:#e8f5e9; border:2px solid #43A047; border-radius:6px; padding:1.5rem; margin-bottom:1rem; text-align:center; } .main-result-label { font-size:1.1rem; color:#2E7D32; margin-bottom:0.5rem; } .main-result-value { font-size:2.2rem; font-weight:800; color:#1B5E20; line-height:1.1; } .main-result-unit { font-size:0.95rem; color:#388E3C; margin-top:0.25rem; } .result-table { width:100%; border-collapse:collapse; margin-top:1rem; } .result-table th, .result-table td { padding:0.45rem 0.6rem; text-align:right; border-bottom:1px solid #ddd; font-size:0.92rem; } .result-table th { background:#f5f5f5; font-weight:600; text-align:right; } .result-table th:first-child, .result-table td:first-child { text-align:left; } .scroll-wrap { max-height:520px; overflow-y:auto; border:1px solid #e0e0e0; border-radius:6px; }
Modified Spherical Bessel i_v(x), v = 0
1
first value at x = 0 · 51 rows up to x = 5
14.84064211555775
x i_v(x)
0 1
0.1 1.0016675
0.2 1.00668001
0.3 1.01506764
0.4 1.02688081
0.5 1.04219061
0.6 1.0610893
0.7 1.083691
0.8 1.11013248
0.9 1.14057414
1 1.17520119
1.1 1.21422497
1.2 1.25788446
1.3 1.30644803
1.4 1.36021536
1.5 1.41951964
1.6 1.48472997
1.7 1.55625408
1.8 1.63454127
1.9 1.72008574
2 1.8134302
2.1 1.91516988
2.2 2.0259569
2.3 2.14650513
2.4 2.27759551
2.5 2.42008179
2.6 2.57489701
2.7 2.74306041
2.8 2.92568513
2.9 3.12398658
3 3.33929164
3.1 3.57304872
3.2 3.82683875
3.3 4.10238724
3.4 4.40157747
3.5 4.72646494
3.6 5.07929316
3.7 5.46251092
3.8 5.87879128
3.9 6.3310522
4 6.8224793
4.1 7.3565506
4.2 7.93706375
4.3 8.56816571
4.4 9.25438538
4.5 10.00066914
4.6 10.81241998
4.7 11.69554013
4.8 12.65647789
4.9 13.70227889
5 14.84064212

這個計算器的用途

本工具可針對固定階數 v 的第一類修正球貝索函數 i_v(x),在一連串 x 值上製作數值表並繪製圖形。從指定的起始 x 開始,依固定步長累加指定次數,產生各列 x_k = initialX + k * stepX(k = 0, 1, …, loopCount-1),並逐一計算對應的 i_v(x_k)。

公式說明

第一類修正球貝索函數是透過第一類修正(圓柱)貝索函數 I 定義的:i_v(x) = sqrt(pi/(2x)) * I_{v+1/2}(x)。對於較低的非負整數階,存在方便的雙曲函數封閉式:i_0(x) = sinh(x)/x、i_1(x) = (x cosh x - sinh x)/x^2、i_2(x) = ((x^2+3) sinh x - 3x cosh x)/x^3。更高的整數階則可用遞迴式求得:i_{n+1}(x) = i_{n-1}(x) - ((2n+1)/x) i_n(x)。對於一般的實數階 v,計算器會利用 Gamma 函數,以冪級數展開來計算 I_{v+1/2}(x)。

將修正球貝塞爾函數 i_v 與半整數階修正貝塞爾函數 I 相關聯的示意圖
i_v(x) 由半整數階的修正貝塞爾函數 I 乘以一個縮放因子構成。
階數 0、1、2 的第一類修正球貝塞爾函數曲線隨 x 上升
階數 v = 0、1、2 的 i_v(x) 圖形,顯示隨 x 快速單調增長。

使用方式

輸入階數 v(例如 0、1,或像 0.5 這樣的半整數)、x 的起始值、每次累加的步長,以及想要產生的列數。結果會呈現 x 與 i_v(x) 的雙欄數值表,首列數值會特別標示在最上方。若想得到平滑的曲線,建議採用較小的步長,例如 0.1。

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實際範例

當 v = 0、initialX = 0、stepX = 0.1、loopCount = 51 時,所用的函數為 i_0(x) = sinh(x)/x。第一列 x = 0 時取極限值 1。x = 1 時,sinh(1)/1 = 1.17520119。x = 5(最後一列)時,sinh(5)/5 = 14.84064212,因此曲線會從 1 平滑上升至約 14.84。

常見問題

x = 0 時會如何處理? 由於 sqrt(pi/(2x)) 的形式在此處發散,計算器會回傳極限值:i_0(0) = 1,而 v > 0 時 i_v(0) = 0。

階數可以是半整數嗎? 可以。任何實數階皆可使用;非整數階會透過 I_{v+1/2}(x) 的級數展開計算。

x 可以是負數嗎? 整數階的封閉式對於負的 x 仍有定義,但一般階數的分支僅限 x >= 0,因為對負數取主值平方根會得到複數。

最後更新: