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Lambert W函数


LambertW功能

兰伯特W公司-功能,也称为omega函数,是逆函数属于

 f(W)=我们^W。
(1)

上图显示了沿实轴兰伯特的主要价值W公司-函数在沃尔夫拉姆语言作为产品日志[z(z)].功能的不同分支在沃尔夫拉姆语言作为产品日志[k个z(z)],其中k个是任意整数,并且k=0对应于主值。尽管没有记录,兰伯特W[k个z(z)]自动求值为产品日志[k个z(z)]在中Wolfram语言

兰伯特(1758)考虑了

 x^a-x^b=(a-b)vx^(a+b),
(2)

现在称为兰伯特超越方程1764年兰伯特从苏黎世搬来时,欧拉听说了兰伯特的论文去柏林。在对一些相关系列的优先顺序发生一些私人纠纷之后1770/1771年的扩张,欧拉(1783)写了一篇关于兰伯特的超越方程其中他引入了一个特例,简化为wa^w=lx这几乎是宽(x),尽管Euler建议定义一个更像-W(-x)欧拉在本文中考虑了级数解,在第一段中,明确地引用兰伯特的话,他是第一个考虑这个方程式的人。

艾森斯坦(1844)认为无穷级数权力

 h(z)=z^(z^,
(3)

可以用封闭形式表示为

 h(z)=-(W(-lnz))/(lnz)。
(4)

Pólya和Szegö(1925)是第一个使用这个符号的人W公司对于Lambert函数。

Banwell和Jayakumar(2000)表明W公司-函数描述电压、电流、,二极管中的电阻,Packel和Yuen(2004)应用了W公司-在空气中对弹道弹丸的作用阻力。统计力学、量子力学等领域也发现了其他应用化学、组合学、酶动力学、视觉生理学、工程学薄膜、水文学和算法分析(Hayes,2005年)。

LambertWReImAbs抗体
分钟 马克斯
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兰伯特W公司-功能如上面复杂平面中所示。

LambertWRiemann曲面

解析延拓的实(左)部和虚(右)部W(z)在复杂平面上进行了图示(M.Trott,pers.comm.)。

宽(x)是真实的x> =-1/e它具有特殊的价值

W(-1/2pi)=1/2ipi
(5)
W(-e^(-1))=-1
(6)
W(0)=0
(7)
W(1)=0.567143。。。。
(8)

W(1)=0.567143。。。(组织环境信息系统A030178号)被称为欧米茄常数可以被视为“金色的比率“自年以来的指数

 exp[-W(1)]=W(1,
(9)

 ln[1/(W(1))]=W(1。
(10)

兰伯特W公司-功能服从身份

 W(x)+W(y)=W(xy(1/(W(x
(11)

(R.Corless与O.Marichev于2015年9月29日进行通信)。

兰伯特WUnityReImAbs
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功能W(泽^z)/z在复杂平面中具有非常复杂的结构,但简单地等于1R[z]>=1以及实际轴上方和下方略微延伸的区域。

兰伯特W公司-功能具有系列扩展

宽(x)=sum_(n=1)^(infty)((-1)^x ^n个
(12)
=x-x^2+3/2x^3-8/3x^4+(125)/(24)x^5-(54)/5x^6+(16807)/(720)x^7+。。。。
(13)

这个拉格朗日反演定理给予等效级数展开

 W(z)=sum_(n=1)^infty((-n)^(n-1))/(n!)z^n,
(14)

哪里不!是一个阶乘的然而,该序列在更大积极的消极的的值真实的 z> 约0.4,因此不能用于实际的数值计算。

渐近的公式这产生了相当准确的结果z> 约3个

W(z)=lnz-lnz+总和_(k=0)^(infty)总和_(m=0)
(15)
=L_1-L_2+(L_2)/(L_1)+(L_2+L_2))/(2L_1^2)+(L2(6-9L_2+2L_2^2))/,
(16)

哪里

左旋1=液化天然气
(17)
L_2级=印第安纳州
(18)

(无心等。1996年),纠正de Bruijn(1981)中的印刷错误。Gosper(pers.comm.,1996年7月22日)的另一项扩张是双重的系列

 W(x)=a+sum_(n=0)^infty{sum_【k=0】^n(S_1(n,k))/([ln(x/a)-a]^(k-1)(n-k+1)!)}[1-(ln(x/a))/a]^n,
(19)

哪里S_1号机组是一个非负的 斯特林数第一类一是一个第一近似值,可用于选择分支机构。兰伯特W公司-函数是双值的-1/e<=x<0。对于W(x)>=-1,表示函数W_0(x)或者简单地宽(x),这称为主要的分支。对于W(x)<=-1表示函数W_(-1)(x). The导数属于W公司

宽^'(x)=1/([1+W(x)]经验[W(x
(20)
=(宽(x))/(x[1+W(x)])
(21)

对于x=0对于主要分支机构什么时候z> 0个

 ln[W(z)]=lnz-W(z)。
(22)

这个n个第个朗伯导数W公司-函数由以下公式给出

 W^((n))(z)=(W^〔n-1〕(z))/(z^n〔1+W(z)〕^(2n-1))和_(k=1)^na_(kn)W^k(z),
(23)

哪里a_(kn)是数字三角形

 1-2  -19    8    2-64  -79  -36  -6625    974    622    192    24
(24)

(组织环境信息系统A042977号). 这已经指数的生成函数

f(x)=(W(e^x(x+y(1+x)^2))-x)/(1+x)
(25)
=y-1/(2!)(x+2)y^2+1/(3!)(2x^2+8x+9)y^3-1/(4!)(6x^3+36x^2+79x+64)y^4+。。。。
(26)

另请参见

阿贝尔多项式数字移位常数兰伯特的超越方程式欧米茄常数功率

相关Wolfram站点

http://functions.wolfram.com/ElementaryFunctions/ProductLog/

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工具书类

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参考Wolfram | Alpha

Lambert W函数

引用如下:

埃里克·魏斯坦(Eric W.Weisstein)。“Lambert W函数。”发件人数学世界--Wolfram Web资源。https://mathworld.wolfram.com/LambertW-Function.html

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