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输入计算

数学公式

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结果

Shi(x) at x = 0
0
51 rows computed (Shi and Chi)
x Shi(x) Chi(x)
0 0 undefined
0.04 0.040004 -2.64126
0.08 0.080028 -1.946913
0.12 0.120096 -1.539446
0.16 0.160228 -1.248959
0.2 0.200445 -1.022206
0.24 0.240769 -0.835466
0.28 0.281222 -0.676086
0.32 0.321826 -0.536509
0.36 0.362602 -0.41186
0.4 0.403573 -0.298807
0.44 0.44476 -0.194973
0.48 0.486187 -0.098598
0.52 0.527875 -0.008345
0.56 0.569849 0.076829
0.6 0.61213 0.157751
0.64 0.654744 0.235092
0.68 0.697713 0.309403
0.72 0.741061 0.381143
0.76 0.784814 0.450699
0.8 0.828997 0.5184
0.84 0.873633 0.584531
0.88 0.918751 0.649338
0.92 0.964375 0.713038
0.96 1.010532 0.775824
1 1.057251 0.837867
1.04 1.104558 0.89932
1.08 1.152482 0.960322
1.12 1.201052 1.021
1.16 1.250298 1.081471
1.2 1.30025 1.141842
1.24 1.35094 1.202213
1.28 1.402397 1.262679
1.32 1.454657 1.323325
1.36 1.507751 1.384238
1.4 1.561713 1.445494
1.44 1.61658 1.507171
1.48 1.672386 1.569341
1.52 1.729168 1.632075
1.56 1.786965 1.695441
1.6 1.845814 1.759506
1.64 1.905756 1.824336
1.68 1.966833 1.889994
1.72 2.029085 1.956545
1.76 2.092556 2.024052
1.8 2.15729 2.092577
1.84 2.223334 2.162183
1.88 2.290735 2.232932
1.92 2.35954 2.304887
1.96 2.429801 2.378111
2 2.501567 2.452667

这个计算器有什么用

本工具会在你设定的 x 取值范围内,逐行列出双曲正弦积分 Shi(x)双曲余弦积分 Chi(x) 的数值,并把两条曲线绘制在同一张图上。它们是三角正弦积分 Si(x)、余弦积分 Ci(x) 在双曲函数下的对应形式,常见于热传导、信号分析以及特殊函数的渐近分析中。

使用方法

只需输入三个数字:x 的起始值(第一行的取值)、相邻两行之间的步长(增量),以及迭代次数(行数)。表格会按照 \( x_i = \text{startX} + i \cdot \text{stepX} \)(i 从 0 到 count−1)逐行生成。举例来说,起始值取 0、步长取 0.5、行数取 3,就会生成 x = 0、0.5 和 1.0 三行。

公式详解

按定义,\( \operatorname{Shi}(x) = \int_0^x \frac{\sinh(t)}{t}\,dt \),\( \operatorname{Chi}(x) = \gamma + \ln|x| + \int_0^x \frac{\cosh t - 1}{t}\,dt \),其中 \( \gamma \approx 0.5772156649 \) 是欧拉-马歇罗尼常数。计算器实际采用与之等价、收敛很快的幂级数: $$ \operatorname{Shi}(x) = \sum \frac{x^{2k+1}}{(2k+1)\,(2k+1)!} $$ $$ \operatorname{Chi}(x) = \gamma + \ln x + \sum \frac{x^{2k}}{(2k)\,(2k)!} $$ 各项之间用比值递推方式累加,既避免阶乘溢出,又能在某一项小到可忽略时及时停止迭代。

从 0 到 x 的 Shi 被积函数下方的面积
Shi(x) 累积从 0 到 x 之间 sinh(t)/t 下方的有符号面积。
Shi(x) 与 Chi(x) 在某区间内的图像
双曲正弦积分 Shi(x) 与双曲余弦积分 Chi(x)。

计算示例

当 x = 1 时: $$ \operatorname{Shi}(1) = 1 + \frac{1}{18} + \frac{1}{600} + \frac{1}{35280} + \dots \approx \mathbf{1.0572509} $$ $$ \operatorname{Chi}(1) = 0.5772157 + \ln 1 + \frac{1}{4} + \frac{1}{96} + \frac{1}{4320} + \dots \approx \mathbf{0.8378695} $$

常见问题

为什么 Chi(0) 显示为未定义?Chi(x) 中含有 \( \ln x \) 这一项,当 \( x \to 0 \) 时它会发散到 \( -\infty \),因此 Chi 在零点没有有限值。

x 取负数怎么办?Shi 是奇函数,满足 \( \operatorname{Shi}(-x) = -\operatorname{Shi}(x) \),可以正常计算。而 Chi(x) 只有在 \( x > 0 \) 时才是实数(当 \( x < 0 \) 时会出现虚部 \( -i\pi \)),所以表格在 \( x \le 0 \) 时会把 Chi 标记为未定义。

精度如何?对于绝对值适中的 x(大致在 10 以内),该级数能给出完整的双精度结果;迭代通常在约 20 到 40 项内收敛。

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