誤差函式

誤差函式

在數學中,誤差函式(也稱之為高斯誤差函式,error function or Gauss error function)是一個非基本函式(即不是初等函式),其在機率論、統計學以及偏微分方程中都有廣泛的套用。在統計學與機率論中,高斯函式是常態分布的密度函式,根據中心極限定理它是複雜總和的有限機率分布。高斯函式是量子諧振子基態的波函式。在數學領域,高斯函式在厄爾米特多項式的定義中起著重要作用。在光學以及微波系統中有高斯波束的套用。高斯函式在圖像處理中用作預平滑核。

具體內容

定義

誤差函式誤差函式

且有erf(∞)=1和erf(-x)=-erf(x)。

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導數與積分

誤差函式的導數為:

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等等

誤差函式的重積分定義為:

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可得

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級數展開式

誤差函式的級數展開式為:

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套用

高斯函式的不定積分是誤差函式。在自然科學、社會科學、數學以及工程學等領域都有高斯函式的身影,這方面的例子包括:

在統計學與機率論中,高斯函式是常態分布的密度函式,根據中心極限定理它是複雜總和的有限機率分布。

高斯函式是量子諧振子基態的波函式。

計算化學中所用的分子軌道是名為高斯軌道的高斯函式的線性組合(參見量子化學中的基組)。

在數學領域,高斯函式在厄爾米特多項式的定義中起著重要作用。

高斯函式與量子場論中的真空態相關。

在光學以及微波系統中有高斯波束的套用。

高斯函式在圖像處理中用作預平滑核。

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