朗伯W函数

朗伯W函数

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微分和积分

朗伯 函数的积分形式为

,若

把被积函数的实部和虚部分离出来:


,则有 ,展开分离出实部和虚部,

,当时,易知

,上式还可化为

由隐函数的求导法则,朗伯函数满足以下的微分方程:

因此:

函数,以及许多含有的表达式,都可以用的变量代换来积分,也就是说

其中为欧米加常数。

性质

其中是高德纳箭号表示法。

、若,则

泰勒级数

的泰勒级数如下:

收敛半径为

加法定理

复数值

实部

,

虚部

,

模长

模角

,

共轭值

,

特殊值

(欧米加常数)

应用

许多含有指数的方程都可以用函数来解出。一般的方法是把未知数都移到方程的一侧,并设法化为的形式,示例如下:

例子1

更一般地,以下的方程

其中

两边同乘:

得到:

同除以:

得到:

同除:

可以用变量代换

化为

即:

同乘:

得出

带入

因此最终的解为

若辅助方程:中,

,

辅助方程无实数解,原方程亦无实解;

若:,

辅助方程有一实数解,原方程有一实解:

若: ,

辅助方程有二实解,设为

例子2

用类似的方法,可知以下方程的解

例子3

以下方程的解

具有形式

例子4

 :  :

取对数,

取倒数,

最终解为 :

例子5

两边开次方并除以

化为

两边同乘

最终得

一般化

标准的 Lambert W 函数可用来表示以下超越代数方程式的解:

其中 a0, c   与 r  为实常数。

其解为

Lambert W 函数之一般化 包括:

一项在低维空间内广义相对论与量子力学的应用(量子引力),实际上一种以前未知的 连结 于此二区域中,如 “Journal of Classical and Quantum Gravity” 所示其 (1) 的右边式现为二维多项式 x:

其中 r1 和 r2 是不同实常数,为二维多项式的根。于此函数解有单一引数 x 但 ri  和 ao 为函数的参数。如此一来,此一般式类似于 “hypergeometric”(超几何分布)函数与 “Meijer G“,但属于不同类函数。当 r1 = r2,(2)的两方可分解为 (1) 因此其解简化为标准 W 函数。(2)式代表着 “dilaton”(轴子)场的方程,可据此推导线性,双体重力问题 1+1 维(一空间维与一时间维)当两不等(静止)质量,以及,量子力学的特征能Delta位势阱给不等电位于一维空间。

量子力学的一特例特征能的分析解三体问题,亦即(三维)氢分子离子。于此 (1)(或 (2))的右手边现为无限级数多项式之比于 x:

其中 ri 与 si 是相异实常数而 x 是特征能和内核距离R之函数。式 (3) 与其特例表示于 (1) 和 (2) 是与一更大类型延迟微分方程。由于哈代的“虚假导数”概念,多根的特殊情况得以解决。

Lambert "W" 函数于基础物理问题之应用并未完全即使标准情况如 (1) 最近在原子,分子,与光学物理领域可见。

图象

朗伯W函数在复平面上的图像

z = Re(W0(x + i y))

z = Im(W0(x + i y))

计算

W函数可以用以下的递推关系算出:

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