正弦積分

正弦積分

正弦積分是由積分定義的一種特殊函式 。英文翻譯為sine integral,常用語計算正弦積分函式值,在性質上常與餘弦積分作比較。

定義

正弦積分 正弦積分

正弦積分函式的定義為:,本函式採用勒讓德-高斯求積公式計算該積分。

正弦積分函式表

正弦積分函式表 正弦積分函式表
正弦積分 正弦積分

,函式表如右圖所示

正弦積分函式圖像

正弦積分函式圖像 正弦積分函式圖像

正弦積分函式圖像如右圖所示

有圖像可得正弦積分函式的性質有:

(1)Si(x)為奇函式,即Si(-x)=-Si(x);

正弦積分 正弦積分
正弦積分 正弦積分

(2)當時,則;

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(3)在的區間內,當x=奇數倍時,Si(x)有極大值;當x=偶數倍時,Si(x)有極小值。在的區間內,情況基本相同,只是多了一個負號 。

正弦積分的計算

正弦積分 正弦積分

正弦積分 正弦積分

上式是一個麥克勞林冪級數展開式,此式形式簡單,推倒容易,使用方便,但可以改寫為:

正弦積分 正弦積分

式中,k=0,1,2,......

上式所表示的無窮級數肯定是收斂的,越後面的項絕對值越小。如果它已經小於一個很小的正整數

正弦積分 正弦積分
正弦積分 正弦積分

,則不必再算了。這個就稱作截止量。

弦函式圖像 弦函式圖像

眾所周知,不管哪種型號的計算機都會有捨入誤差,所以使用 上述公式計算Si(x)時都有一定的精度。實驗數值結果表明,字長為48位的計算機,只要x小於23就可以套用。字長為32位的計算機, x小於10還是保險的。

正弦積分 正弦積分
正弦積分 正弦積分

當自變數超過23時,有一個如下形式的常用近似式,],使用該式,當x值變大時,精度有所提高.但只能滿足小數點後兩位需建立一個較高精度的經驗公式:。

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