قائمة تكاملات الدوال الأسية 📅 آخر تحديث: ٣١ يوليو ٢٠٢٦
✍️ نُشر في: ٣١ يوليو ٢٠٢٦
📷 يحتوي على 67 صور
الموسوعة الحرة
التكامل غير المحدد التكاملات غير المحددة هي دوال أصلية . يمكن إضافة ثابت ( ثابت التكامل ) إلى الطرف الأيمن من أي من هذه الصيغ، ولكن تم حذفه هنا اختصارًا.
تكاملات أخرى (لاحظ أن قيمة التعبير مستقلة عن قيمة n ، ولهذا السبب لا تظهر في التكامل.)
∫ x x ⋅ ⋅ x ⏟ م د x = ∑ ن = 0 م ( - 1 ) ن ( ن + 1 ) ن - 1 ن ! Γ ( ن + 1 ، - ln x ) + ∑ ن = م + 1 ∞ ( - 1 ) ن أ م ن Γ ( ن + 1 ، - ln x ) (ل x > 0 ) {\displaystyle {\int \underbrace {x^{x^{\cdot ^{\cdot ^{x}}}}} _{m}dx=\sum _{n=0}^{m}{\frac {(-1)^{n}(n+1)^{n-1}}{n!}}\Gamma (n+1,-\ln x)+\sum _{n=m+1}^{\infty }(-1)^{n}a_{mn}\Gamma (n+1,-\ln x)\qquad {\text{(for }}x>0{\text{)}}}} أينأ م ن = { 1 لو ن = 0 ، 1 ن ! لو م = 1 ، 1 ن ∑ ج = 1 ن ج أ م ، ن - ج أ م - 1 ، ج - 1 خلاف ذلك {\displaystyle a_{mn}={\begin{cases}1&{\text{if }}n=0,\\\\{\dfrac {1}{n!}}&{\text{if }}m=1,\\\\{\dfrac {1}{n}}\sum _{j=1}^{n}ja_{m,n-j}a_{m-1,j-1}&{\text{otherwise}}\end{cases}}}
و Γ( x , y ) هي دالة غاما غير الكاملة العليا .
∫ 1 أ هـ λ x + ب د x = x ب - 1 ب λ ln ( أ هـ λ x + ب ) {\displaystyle \int {\frac {1}{ae^{\lambda x}+b}}\,dx={\frac {x}{b}}-{\frac {1}{b\lambda }}\ln \left(ae^{\lambda x}+b\right)} متىب ≠ 0 {\displaystyle b\neq 0} ،λ ≠ 0 {\displaystyle \lambda \neq 0} ، وأ هـ λ x + ب > 0. {\displaystyle ae^{\lambda x}+b>0.} ∫ هـ 2 λ x أ هـ λ x + ب د x = 1 أ 2 λ [ أ هـ λ x + ب - ب ln ( أ هـ λ x + ب ) ] {\displaystyle \int {\frac {e^{2\lambda x}}{ae^{\lambda x}+b}}\,dx={\frac {1}{a^{2}\lambda }}\left[ae^{\lambda x}+b-b\ln \left(ae^{\lambda x}+b\right)\right]} متىأ ≠ 0 {\displaystyle a\neq 0} ،λ ≠ 0 {\displaystyle \lambda \neq 0} ، وأ هـ λ x + ب > 0. {\displaystyle ae^{\lambda x}+b>0.} ∫ أ هـ ج x - 1 ب هـ ج x - 1 د x = ( أ - ب ) سجل ( 1 - ب هـ ج x ) ب ج + x . {\displaystyle \int {\frac {ae^{cx}-1}{be^{cx}-1}}\,dx={\frac {(a-b)\log(1-be^{cx})}{bc}}+x.} ∫ هـ x ( و ( x ) + و ′ ( x ) ) التشخيص = هـ x و ( x ) + ج {\displaystyle \int {e^{x}\left(f\left(x\right)+f'\left(x\right)\right){\text{dx}}}=e^{x}f\left(x\right)+C} ∫ هـ x ( و ( x ) - ( - 1 ) ن د ن و ( x ) د x ن ) د x = هـ x ∑ ك = 1 ن ( - 1 ) ك - 1 د ك - 1 و ( x ) د x ك - 1 + ج {\displaystyle \int {e^{x}\left(f\left(x\right)-\left(-1\right)^{n}{\frac {d^{n}f\left(x\right)}{dx^{n}}}\right)\,dx}=e^{x}\sum _{k=1}^{n}{\left(-1\right)^{k-1}{\frac {d^{k-1}f\left(x\right)}{dx^{k-1}}}}+C} ∫ هـ - x ( و ( x ) - د ن و ( x ) د x ن ) د x = - هـ - x ∑ ك = 1 ن د ك - 1 و ( x ) د x ك - 1 + ج {\displaystyle \int {e^{-x}\left(f\left(x\right)-{\frac {d^{n}f\left(x\right)}{dx^{n}}}\right)\,dx}=-e^{-x}\sum _{k=1}^{n}{\frac {d^{k-1}f\left(x\right)}{dx^{k-1}}}+C} ∫ هـ أ x ( ( أ ) ن و ( x ) - ( - 1 ) ن د ن و ( x ) د x ن ) د x = هـ أ x ∑ ك = 1 ن ( أ ) ن - ك ( - 1 ) ك - 1 د ك - 1 و ( x ) د x ك - 1 + ج {\displaystyle \int {e^{ax}\left(\left(a\right)^{n}f\left(x\right)-\left(-1\right)^{n}{\frac {d^{n}f\left(x\right)}{dx^{n}}}\right)\,dx}=e^{ax}\sum _{k=1}^{n}{\left(a\right)^{n-k}\left(-1\right)^{k-1}{\frac {d^{k-1}f\left(x\right)}{dx^{k-1}}}}+C}
التكاملات المحددة ∫ 0 1 هـ x ⋅ ln أ + ( 1 - x ) ⋅ ln ب د x = ∫ 0 1 ( أ ب ) x ⋅ ب د x = ∫ 0 1 أ x ⋅ ب 1 - x د x = أ - ب ln أ - ln ب ل أ > 0 ، ب > 0 ، أ ≠ ب {\displaystyle {\begin{aligned}\int _{0}^{1}e^{x\cdot \ln a+(1-x)\cdot \ln b}\,dx&=\int _{0}^{1}\left({\frac {a}{b}}\right)^{x}\cdot b\,dx\\&=\int _{0}^{1}a^{x}\cdot b^{1-x}\,dx\\&={\frac {a-b}{\ln a-\ln b}}\qquad {\text{for }}a>0,\ b>0,\ a\neq b\end{aligned}}} التعبير الأخير هو المتوسط اللوغاريتمي .
∫ 0 ∞ هـ - أ x د x = 1 أ ( يكرر ( أ ) > 0 ) {\displaystyle \int _{0}^{\infty }e^{-ax}\,dx={\frac {1}{a}}\quad (\operatorname {Re} (a)>0)} ∫ 0 ∞ هـ - أ x 2 د x = 1 2 π أ ( أ > 0 ) {\displaystyle \int _{0}^{\infty }e^{-ax^{2}}\,dx={\frac {1}{2}}{\sqrt {\pi \over a}}\quad (a>0)} ( التكامل الغاوسي )∫ - ∞ ∞ هـ - أ x 2 د x = π أ ( أ > 0 ) {\displaystyle \int _{-\infty }^{\infty }e^{-ax^{2}}\,dx={\sqrt {\pi \over a}}\quad (a>0)} ∫ - ∞ ∞ هـ - أ x 2 هـ - ب x 2 د x = π أ هـ - 2 أ ب ( أ ، ب > 0 ) {\displaystyle \int _{-\infty }^{\infty }e^{-ax^{2}}e^{-{\frac {b}{x^{2}}}}\,dx={\sqrt {\frac {\pi }{a}}}e^{-2{\sqrt {ab}}}\quad (a,b>0)} ∫ - ∞ ∞ هـ - ( أ x 2 + ب x ) د x = π أ هـ ب 2 4 أ ( أ > 0 ) {\displaystyle \int _{-\infty }^{\infty }e^{-(ax^{2}+bx)}\,dx={\sqrt {\pi \over a}}e^{\tfrac {b^{2}}{4a}}\quad (a>0)} (انظر تكامل دالة غاوسية )∫ - ∞ ∞ هـ - ( أ x 2 + ب x + ج ) د x = π أ هـ ب 2 4 أ - ج ( أ > 0 ) {\displaystyle \int _{-\infty }^{\infty }e^{-(ax^{2}+bx+c)}\,dx={\sqrt {\pi \over a}}e^{{\tfrac {b^{2}}{4a}}-c}\quad (a>0)} ∫ - ∞ ∞ x هـ - أ ( x - ب ) 2 د x = ب π أ ( يكرر ( أ ) > 0 ) {\displaystyle \int _{-\infty }^{\infty }xe^{-a(x-b)^{2}}\,dx=b{\sqrt {\frac {\pi }{a}}}\quad (\operatorname {Re} (a)>0)} ∫ - ∞ ∞ x هـ - أ x 2 + ب x د x = π ب 2 أ 3 / 2 هـ ب 2 4 أ ( يكرر ( أ ) > 0 ) {\displaystyle \int _{-\infty }^{\infty }xe^{-ax^{2}+bx}\,dx={\frac {{\sqrt {\pi }}b}{2a^{3/2}}}e^{\frac {b^{2}}{4a}}\quad (\operatorname {Re} (a)>0)} ∫ - ∞ ∞ x 2 هـ - أ x 2 د x = 1 2 π أ 3 ( أ > 0 ) {\displaystyle \int _{-\infty }^{\infty }x^{2}e^{-ax^{2}}\,dx={\frac {1}{2}}{\sqrt {\pi \over a^{3}}}\quad (a>0)} ∫ - ∞ ∞ x 2 هـ - ( أ x 2 + ب x ) د x = π ( 2 أ + ب 2 ) 4 أ 5 / 2 هـ ب 2 4 أ ( يكرر ( أ ) > 0 ) {\displaystyle \int _{-\infty }^{\infty }x^{2}e^{-(ax^{2}+bx)}\,dx={\frac {{\sqrt {\pi }}(2a+b^{2})}{4a^{5/2}}}e^{\frac {b^{2}}{4a}}\quad (\operatorname {Re} (a)>0)} ∫ - ∞ ∞ x 3 هـ - ( أ x 2 + ب x ) د x = π ( 6 أ + ب 2 ) ب 8 أ 7 / 2 هـ ب 2 4 أ ( يكرر ( أ ) > 0 ) {\displaystyle \int _{-\infty }^{\infty }x^{3}e^{-(ax^{2}+bx)}\,dx={\frac {{\sqrt {\pi }}(6a+b^{2})b}{8a^{7/2}}}e^{\frac {b^{2}}{4a}}\quad (\operatorname {Re} (a)>0)} ∫ 0 ∞ x ن هـ - أ x 2 د x = { Γ ( ن + 1 2 ) 2 أ ن + 1 2 ( ن > - 1 ، أ > 0 ) ( 2 ك - 1 ) ! ! 2 ك + 1 أ ك π أ ( ن = 2 ك ، ك عدد صحيح ، أ > 0 ) ك ! 2 ( أ ك + 1 ) ( ن = 2 ك + 1 ، ك عدد صحيح ، أ > 0 ) {\displaystyle \int _{0}^{\infty }x^{n}e^{-ax^{2}}\,dx={\begin{cases}{\dfrac {\Gamma \left({\frac {n+1}{2}}\right)}{2a^{\frac {n+1}{2}}}}&(n>-1,\ a>0)\\{\dfrac {(2k-1)!!}{2^{k+1}a^{k}}}{\sqrt {\dfrac {\pi }{a}}}&(n=2k,\ k{\text{ integer}},\ a>0)\\{\dfrac {k!}{2(a^{k+1})}}&(n=2k+1,\ k{\text{ integer}},\ a>0)\end{cases}}} (المشغل)! ! {\displaystyle !!} هو مضروب العدد المزدوج )
∫ 0 ∞ x ن هـ - أ x د x = { Γ ( ن + 1 ) أ ن + 1 ( ن > - 1 ، يكرر ( أ ) > 0 ) ن ! أ ن + 1 ( ن = 0 ، 1 ، 2 ، ... ، يكرر ( أ ) > 0 ) {\displaystyle \int _{0}^{\infty }x^{n}e^{-ax}\,dx={\begin{cases}{\dfrac {\Gamma (n+1)}{a^{n+1}}}&(n>-1,\ \operatorname {Re} (a)>0)\\\\{\dfrac {n!}{a^{n+1}}}&(n=0,1,2,\ldots ,\ \operatorname {Re} (a)>0)\end{cases}}} ∫ 0 1 x ن هـ - أ x د x = ن ! أ ن + 1 [ 1 - هـ - أ ∑ أنا = 0 ن أ أنا أنا ! ] {\displaystyle \int _{0}^{1}x^{n}e^{-ax}\,dx={\frac {n!}{a^{n+1}}}\left[1-e^{-a}\sum _{i=0}^{n}{\frac {a^{i}}{i!}}\right]} ∫ 0 ب x ن هـ - أ x د x = ن ! أ ن + 1 [ 1 - هـ - أ ب ∑ أنا = 0 ن ( أ ب ) أنا أنا ! ] {\displaystyle \int _{0}^{b}x^{n}e^{-ax}\,dx={\frac {n!}{a^{n+1}}}\left[1-e^{-ab}\sum _{i=0}^{n}{\frac {(ab)^{i}}{i!}}\right]} ∫ 0 ∞ هـ - أ x ب د x = 1 ب أ - 1 ب Γ ( 1 ب ) {\displaystyle \int _{0}^{\infty }e^{-ax^{b}}dx={\frac {1}{b}}\ a^{-{\frac {1}{b}}}\Gamma \left({\frac {1}{b}}\right)} ∫ 0 ∞ x ن هـ - أ x ب د x = 1 ب أ - ن + 1 ب Γ ( ن + 1 ب ) {\displaystyle \int _{0}^{\infty }x^{n}e^{-ax^{b}}dx={\frac {1}{b}}\ a^{-{\frac {n+1}{b}}}\Gamma \left({\frac {n+1}{b}}\right)} ∫ 0 ∞ هـ - أ x الخطيئة ب x د x = ب أ 2 + ب 2 ( أ > 0 ) {\displaystyle \int _{0}^{\infty }e^{-ax}\sin bx\,dx={\frac {b}{a^{2}+b^{2}}}\quad (a>0)} ∫ 0 ∞ هـ - أ x كوس ب x د x = أ أ 2 + ب 2 ( أ > 0 ) {\displaystyle \int _{0}^{\infty }e^{-ax}\cos bx\,dx={\frac {a}{a^{2}+b^{2}}}\quad (a>0)} ∫ 0 ∞ x هـ - أ x الخطيئة ب x د x = 2 أ ب ( أ 2 + ب 2 ) 2 ( أ > 0 ) {\displaystyle \int _{0}^{\infty }xe^{-ax}\sin bx\,dx={\frac {2ab}{(a^{2}+b^{2})^{2}}}\quad (a>0)} ∫ 0 ∞ x هـ - أ x كوس ب x د x = أ 2 - ب 2 ( أ 2 + ب 2 ) 2 ( أ > 0 ) {\displaystyle \int _{0}^{\infty }xe^{-ax}\cos bx\,dx={\frac {a^{2}-b^{2}}{(a^{2}+b^{2})^{2}}}\quad (a>0)} ∫ 0 ∞ هـ - أ x الخطيئة ب x x د x = دالة الظل العكسي ب أ {\displaystyle \int _{0}^{\infty }{\frac {e^{-ax}\sin bx}{x}}\,dx=\arctan {\frac {b}{a}}} ∫ 0 ∞ هـ - أ x - هـ - ب x x د x = ln ب أ {\displaystyle \int _{0}^{\infty }{\frac {e^{-ax}-e^{-bx}}{x}}\,dx=\ln {\frac {b}{a}}} ∫ 0 ∞ هـ - أ x - هـ - ب x x الخطيئة ص x د x = دالة الظل العكسي ب ص - دالة الظل العكسي أ ص {\displaystyle \int _{0}^{\infty }{\frac {e^{-ax}-e^{-bx}}{x}}\sin px\,dx=\arctan {\frac {b}{p}}-\arctan {\frac {a}{p}}} ∫ 0 ∞ هـ - أ x - هـ - ب x x كوس ص x د x = 1 2 ln ب 2 + ص 2 أ 2 + ص 2 {\displaystyle \int _{0}^{\infty }{\frac {e^{-ax}-e^{-bx}}{x}}\cos px\,dx={\frac {1}{2}}\ln {\frac {b^{2}+p^{2}}{a^{2}+p^{2}}}} ∫ 0 ∞ هـ - أ x ( 1 - كوس x ) x 2 د x = أركوت أ - أ 2 ln ( 1 أ 2 + 1 ) {\displaystyle \int _{0}^{\infty }{\frac {e^{-ax}(1-\cos x)}{x^{2}}}\,dx=\operatorname {arccot} a-{\frac {a}{2}}\ln {\Big (}{\frac {1}{a^{2}}}+1{\Big )}} ∫ - ∞ ∞ هـ أ x 4 + ب x 3 + ج x 2 + د x + و د x = هـ و ∑ ن ، م ، ص = 0 ∞ ب 4 ن ( 4 ن ) ! ج 2 م ( 2 م ) ! د 4 ص ( 4 ص ) ! Γ ( 3 ن + م + ص + 1 4 ) أ 3 ن + م + ص + 1 4 {\displaystyle \int _{-\infty }^{\infty }e^{ax^{4}+bx^{3}+cx^{2}+dx+f}\,dx=e^{f}\sum _{n,m,p=0}^{\infty }{\frac {b^{4n}}{(4n)!}}{\frac {c^{2m}}{(2m)!}}{\frac {d^{4p}}{(4p)!}}{\frac {\Gamma (3n+m+p+{\frac {1}{4}})}{a^{3n+m+p+{\frac {1}{4}}}}}} (يظهر في العديد من نماذج نظرية الأوتار الفائقة الممتدة في الأبعاد الأعلى)∫ 0 2 π هـ x كوس θ د θ = 2 π أنا 0 ( x ) {\displaystyle \int _{0}^{2\pi }e^{x\cos \theta }d\theta =2\pi I_{0}(x)} ( I 0 هي دالة بيسل المعدلة من النوع الأول)∫ 0 2 π هـ x كوس θ + y الخطيئة θ د θ = 2 π أنا 0 ( x 2 + y 2 ) {\displaystyle \int _{0}^{2\pi }e^{x\cos \theta +y\sin \theta }d\theta =2\pi I_{0}\left({\sqrt {x^{2}+y^{2}}}\right)} ∫ 0 ∞ x s - 1 هـ x / z - 1 د x = لي s ( z ) Γ ( s ) ، {\displaystyle \int _{0}^{\infty }{\frac {x^{s-1}}{e^{x}/z-1}}\,dx=\operatorname {Li} _{s}(z)\Gamma (s),} أينلي s ( z ) {\displaystyle \operatorname {Li} _{s}(z)} هو متعدد اللوغاريتمات .
∫ 0 ∞ الخطيئة م x هـ 2 π x - 1 د x = 1 4 ملابس م 2 - 1 2 م {\displaystyle \int _{0}^{\infty }{\frac {\sin mx}{e^{2\pi x}-1}}\,dx={\frac {1}{4}}\coth {\frac {m}{2}}-{\frac {1}{2m}}} ∫ 0 ∞ هـ - x ln x د x = - γ ، {\displaystyle \int _{0}^{\infty }e^{-x}\ln x\,dx=-\gamma ,} أينγ {\displaystyle \gamma } هو ثابت أويلر-ماسكيروني الذي يساوي قيمة عدد من التكاملات المحددة.
وأخيراً، نتيجة معروفة، ∫ 0 2 π هـ أنا ( م - ن ) ϕ د ϕ = 2 π دلتا م ، ن ل م ، ن ∈ Z {\displaystyle \int _{0}^{2\pi }e^{i(m-n)\phi }d\phi =2\pi \delta _{m,n}\qquad {\text{for }}m,n\in \mathbb {Z} } أيندلتا م ، ن {\displaystyle \delta _{m,n}} هي دلتا كرونكر .
مراجع
توييش براكاش شارما ، إيتيشا شارما ، "تقديم تعميم آخر لفئة التكاملات الأسية وتطبيقاتها"، المجلة الدولية للبحوث العلمية في العلوم الرياضية والإحصائية، المجلد 10، العدد 2، الصفحات 1-8، 2023.
فئات :
الدوال الأسية قوائم التكاملات التصنيفات المخفية:
مقالات ذات وصف موجز الوصف المختصر يختلف عن ويكي بيانات أخطاء CS1: تم تجاهل الدورية