BesselI[n,z]
第1種変形ベッセル(Bessel)関数
を与える.
BesselI
BesselI[n,z]
第1種変形ベッセル(Bessel)関数
を与える.
詳細
- 記号操作・数値操作の両方に適した数学関数である.
は,微分方程式
を満足させる.- BesselI[n,z]は,複素 z 平面上,
〜
の範囲で不連続な分枝切断線を持つ. - FullSimplifyとFunctionExpandはBesselIの変換規則を含む.
- 特別な引数の場合,BesselIは,自動的に厳密値を計算する.
- BesselIは任意の数値精度で評価できる.
- BesselIは自動的にリストに縫い込まれる.
- BesselIはIntervalオブジェクトおよびCenteredIntervalオブジェクトに使うことができる. »
例題
すべて開く すべて閉じる例 (5)
BesselI[0, 2.0]Plot[ BesselI[0, x], {x, -3, 3}]ComplexPlot3D[BesselI[1 / 2, z], {z, -2 - 2I, 2 + 2I}, PlotLegends -> Automatic]Series[BesselI[0, x], {x, 0, 10}]Infinityにおける級数展開:
Series[BesselI[0, x], {x, ∞, 2}]//Normalスコープ (50)
数値評価 (6)
BesselI[0, 1.0]N[BesselI[0, 1], 50]BesselI[0, 1.0000000000000000000000000000000000000000000000000]BesselI[3 + I, 1.5 - I]BesselIを高精度で効率よく評価する:
BesselI[0, 1`500]//TimingBesselI[0, 1`50000];//TimingIntervalオブジェクトとCenteredIntervalオブジェクトを使って最悪の場合に保証される区間を計算する:
BesselI[1 / 2, Interval[{2.1, 2.2}]]BesselI[1 / 2, CenteredInterval[2, 1 / 100]]Aroundを使って平均的な場合の統計区間を計算することもできる:
BesselI[2, Around[2, 0.01]]BesselI[0.5, {{1, 2}, {3, 4}}]MatrixFunctionを使って行列のBesselI関数を計算することもできる:
MatrixFunction[BesselI[0.5, #]&, {{1, 2}, {3, 4}}]特定の値 (4)
における整数次(
)および半整数次(
)についてのBesselIの値:
{BesselI[0, 0], BesselI[1 / 2, 0]}半整数の指標について,BesselIを評価すると初等関数になる:
Table[BesselI[(2n + 1) / 2, x], {n, 0, 2}]Limit[BesselI[n, x], x -> Infinity]Limit[BesselI[n, x], x -> I Infinity]sol = Solve[BesselI[0, x] == 2 && x > 0, x]//Quietxzero = x /. First[sol];
Plot[BesselI[0, x], {x, 0, 2}, Epilog -> Style[Point[{xzero, BesselI[0, xzero]}], Red, PointSize[Large]]]可視化 (4)
整数次数(
,
)と半整数次数(
)で BesselI関数をプロットする:
Plot[{BesselI[0, x], BesselI[1 / 2, x], BesselI[1, x]}, {x, -2, 2}]半整数次数でBesselI関数の実部と虚部をプロットする:
ReImPlot[{BesselI[1 / 2, x], BesselI[3 / 2, x]}, {x, -3, 3}]ComplexContourPlot[Re[BesselI[0, z]], {z, -4 - 4I, 4 + 4I}, IconizedObject[«PlotOptions»]]ComplexContourPlot[Im[BesselI[0, z]], {z, -4 - 4I, 4 + 4I}, IconizedObject[«PlotOptions»]]ComplexContourPlot[Re[BesselI[-1 / 2, z]], {z, -4 - 4I, 4 + 4I}, ...]ComplexContourPlot[Im[BesselI[-1 / 2, z]], {z, -4 - 4I, 4 + 4I}, ...]関数の特性 (12)
FunctionDomain[BesselI[0, x], x]FunctionDomain[BesselI[0, z], z, Complexes]FunctionDomain[BesselI[1 / 2, x], x]FunctionDomain[BesselI[1 / 2, z], z, Complexes]FunctionRange[BesselI[0, x], x, y]//QuietFunctionRange[BesselI[1 / 2, x], x, y]整数
について,
は
が偶数か奇数かによって,
について偶関数か奇関数かである:
BesselI[0, -z]BesselI[1, -z]FullSimplify[BesselI[n, z] == (-1)^n BesselI[n, -z], n∈ℤ]Table[FunctionAnalytic[BesselI[n, z], z], {n, -2, 2}]Table[FunctionAnalytic[BesselI[n, z], z], {n, -(3/2), (3/2)}]BesselIは n の奇数値について非減少である:
Table[FunctionMonotonicity[BesselI[n, x], x], {n, 5}]Table[FunctionInjective[BesselI[n, x], x], {n, -4, 4, 2}]Table[FunctionInjective[BesselI[n, x], x], {n, {1 / 2, 1, Sqrt[2]}}]Plot[{BesselI[1, x], BesselI[2, x], BesselI[3, x], BesselI[4.25, x], 2}, {x, -5, 5}]Table[FunctionSurjective[BesselI[n, x], x], {n, -3, 3, 2}]Table[FunctionSurjective[BesselI[n, x], x], {n, {1 / 2, Sqrt[2], 2}}]Plot[{BesselI[1, x], BesselI[2, x], BesselI[3, x], BesselI[4.25, x], -2}, {x, -5, 5}]Table[FunctionSign[BesselI[a, x], x], {a, 4}]
は,
が非整数のときは,
(
を含む可能性あり)のとき特異である:
FunctionSingularities[BesselI[n, z], z]//SimplifyFunctionDiscontinuities[BesselI[n, z], z]//SimplifyBesselIは n の偶数値について凸である:
Table[FunctionConvexity[BesselI[a, x], x], {a, 5}]TraditionalFormによる表示:
BesselI[n, r]//TraditionalForm微分 (3)
D[BesselI[n, x], x]derivs = Table[D[BesselI[n, x], {x, k}], {k, 1, 4}]//FullSimplifyPlot[Evaluate[derivs /. n -> 0], {x, -2, 2}, PlotLegends -> {"First Derivative", "Second Derivative", "Third Derivative", "Fourth Derivative"}]Plot[Evaluate[derivs /. n -> (1/2)], {x, 0, 2}, PlotLegends -> {"First Derivative", "Second Derivative", "Third Derivative", "Fourth Derivative"}]D[BesselI[n, x], {x, j}]積分 (4)
BesselIの不定積分:
Integrate[BesselI[n, x], x]BesselIを含む式を積分する:
Integrate[x BesselI[0, x], x]Integrate[BesselI[1, x], {x, -1, 1}]Integrate[BesselI[0, x], {x, -1, 1}]2 Integrate[BesselI[0, x], {x, 0, 1}]級数展開 (6)
Series[BesselI[0, x], {x, 0, 7}]terms = Normal@Table[Series[BesselI[0, x], {x, 0, m}], {m, 2, 7, 2}];
Plot[{BesselI[0, x], terms}, {x, -6, 6}, PlotRange -> {1, 30}]BesselIの級数展開における一般項:
SeriesCoefficient[BesselI[0, x], {x, 0, n}]Series[BesselI[1 / 2, x], {x, 0, 7}]terms = Normal@Table[Series[BesselI[1 / 2, x], {x, 0, m}], {m, 2, 7, 2}];
Plot[{BesselI[1 / 2, x], terms}, {x, 0, 3}]BesselIの漸近近似:
Series[BesselI[n, x], {x, ∞, 2}]//NormalSeries[BesselI[n, x], {x, x0, 2}]// FullSimplifyBesselIはベキ級数に適用できる:
BesselI[1, Log[1 + x] + O[x] ^ 5]積分変換 (3)
LaplaceTransformを使ってラプラス(Laplace)変換を計算する:
LaplaceTransform[BesselI[n, t], t, s]HankelTransform[BesselI[n, r], r, s ]InverseMellinTransform[Sqrt[s] BesselI[(m/2), (s/2)] BesselK[(m/2) + (1/2), (s/2)], s, x]関数の恒等式と簡約 (3)
FullSimplifyを使ってBesselIを含む式を簡約する:
FullSimplify[ x BesselI[3, x] - x BesselI[1, x]]FullSimplify[z (BesselI[n - 1, z] - BesselI[n + 1, z]) == 2n BesselI[n, z]]BesselI[1 + n, z] BesselI[-n, z] - BesselI[n, z] BesselI[-1 - n, z] == (2 Sin[n π]/π z)//FullSimplify関数表現 (5)
BesselJを介した表現:
FullSimplify[(z^n/(I z)^n)BesselJ[n, I z]]BesselIの級数表現:
Sum[((x/2)) ^ (2k) / k! ^ 2, {k, 0, Infinity}](1/π)Subsuperscript[∫, 0, π]E^z Cos[t]ⅆtMeijerGReduce[BesselI[n, x], x]Activate[%]BesselIはDifferenceRootとして表すことができる:
DifferenceRootReduce[BesselI[n, z], n]アプリケーション (2)
半径r,長さaで単位長あたりの固定数の回転があるソルノイドのインダクタンス:
2r ^ 2 a Integrate[Sinc[x / 2] ^ 2BesselI[1, x r / a]
BesselK[1, x r / a], {x, 0, Infinity}, Assumptions -> r > 0 && a > 0]Limit[% / a, a -> Infinity]ガウスの非相対論的極限を持つ相対論的3D非マルコフ推移確率分布関数:
p[t_, x_, y_, z_] := 𝒩 HeavisideTheta[t - Sqrt[x ^ 2 + y ^ 2 + z ^ 2]] Exp[Sqrt[t ^ 2 - x ^ 2 - y ^ 2 - z ^ 2] / (2 σ)]上記の正規化
はBesselIに含まれる変数の変更
の後で計算される:
4 π 𝒩 t^3 Integrate[Cos[ϕ]Sin[ϕ]^2Exp[(t/2σ)Cos[ϕ]], {ϕ, 0, π / 2}]//FunctionExpand//Simplify特性と関係 (4)
FullSimplifyを使ってBesselIを含む式を簡約する:
FullSimplify[ x BesselI[3, x] - x BesselI[1, x]]BesselIを含む式の極限を求める:
Limit[BesselI[1, 3x] / (x BesselI[1, x] ^ 3), x -> Infinity]BesselIの級数表現:
Sum[x ^ n / n! ^ 2, {n, 0, Infinity}]BesselIの指数母関数:
ExponentialGeneratingFunction[BesselI[n, k], n, x]考えられる問題 (1)
関連するガイド
-
▪
- ベッセル(Bessel)関連関数 ▪
- 特殊関数 ▪
- 連分数と有理近似
履歴
1988 で導入 (1.0) | 1999 で更新 (4.0) ▪ 2000 (4.1) ▪ 2002 (4.2) ▪ 2021 (13.0) ▪ 2022 (13.1)
テキスト
Wolfram Research (1988), BesselI, Wolfram言語関数, https://reference.wolfram.com/language/ref/BesselI.html (2022年に更新).
CMS
Wolfram Language. 1988. "BesselI." Wolfram Language & System Documentation Center. Wolfram Research. Last Modified 2022. https://reference.wolfram.com/language/ref/BesselI.html.
APA
Wolfram Language. (1988). BesselI. Wolfram Language & System Documentation Center. Retrieved from https://reference.wolfram.com/language/ref/BesselI.html
BibTeX
@misc{reference.wolfram_2026_besseli, author="Wolfram Research", title="{BesselI}", year="2022", howpublished="\url{https://reference.wolfram.com/language/ref/BesselI.html}", note=[Accessed: 12-August-2026]}
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