BesselI[n,z]
给出第一类修正贝塞尔函数
.
BesselI
BesselI[n,z]
给出第一类修正贝塞尔函数
.
更多信息
- 数学函数,适宜于符号和数值运算.
是微分方程
的解. - BesselI[n,z] 在复平面 z 上有分支切割,从
到
. - FullSimplify 和 FunctionExpand 含有 BesselI 的变换规则.
- 对于一些特殊的参数,BesselI 自动运算出精确值.
- BesselI 可求任意数值精度的值.
- BesselI 自动逐项作用于列表的各个元素.
- BesselI 可与 Interval 和 CenteredInterval 对象一起使用. »
范例
打开所有单元 关闭所有单元基本范例 (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}]在 Infinity 的级数展开:
Series[BesselI[0, x], {x, ∞, 2}]//Normal范围 (50)
数值运算 (6)
BesselI[0, 1.0]N[BesselI[0, 1], 50]BesselI[0, 1.0000000000000000000000000000000000000000000000000]BesselI[3 + I, 1.5 - I]在高精度条件下高效运行 BesselI:
BesselI[0, 1`500]//TimingBesselI[0, 1`50000];//Timing使用 Interval 和 CenteredInterval 对象计算最坏情况下的保证区间:
BesselI[1 / 2, Interval[{2.1, 2.2}]]BesselI[1 / 2, CenteredInterval[2, 1 / 100]]或者使用 Around 计算平均情况下的统计区间:
BesselI[2, Around[2, 0.01]]BesselI[0.5, {{1, 2}, {3, 4}}]或使用 MatrixFunction 计算矩阵 BesselI 函数:
MatrixFunction[BesselI[0.5, #]&, {{1, 2}, {3, 4}}]特殊值 (4)
求
处的整数 (
) 和半整数 (
) 阶数的 BesselI 的值:
{BesselI[0, 0], BesselI[1 / 2, 0]}对于半整数阶数,BesselI 求解为初等函数:
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]]]可视化 (4)
绘制整数阶 (
,
) 和半整数阶 (
) 的 BesselI 函数:
Plot[{BesselI[0, x], BesselI[1 / 2, x], BesselI[1, x]}, {x, -2, 2}]绘制半整数阶 BesselI 函数的实部和虚部:
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}, ...]函数属性 (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]对于整数
,
是关于
的奇函数还是偶函数,取决于
是偶数还是奇数:
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)}]n 为奇数时,BesselI 非递减:
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}]FunctionSingularities[BesselI[n, z], z]//SimplifyFunctionDiscontinuities[BesselI[n, z], z]//Simplifyn 为偶数时,BesselI 是凸函数:
Table[FunctionConvexity[BesselI[a, x], x], {a, 5}]TraditionalForm 格式:
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}]积分 (4)
BesselI 函数的不定积分:
Integrate[BesselI[n, x], x]含有 BesselI 的积分表达式:
Integrate[x BesselI[0, x], x]被积函数
为奇函数时,在以原点为中心的积分区间上的定积分为 0:
Integrate[BesselI[1, x], {x, -1, 1}]Integrate[BesselI[0, x], {x, -1, 1}]2 Integrate[BesselI[0, x], {x, 0, 1}]级数展开式 (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 级数展开式的通项:
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 的渐近逼近:
Series[BesselI[n, x], {x, ∞, 2}]//NormalSeries[BesselI[n, x], {x, x0, 2}]// FullSimplifyBesselI 可被应用于幂级数:
BesselI[1, Log[1 + x] + O[x] ^ 5]积分变换 (3)
用 LaplaceTransform 计算拉普拉斯变换:
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]函数恒等式和化简 (3)
用 FullSimplify 简化含有 BesselI 的表达式:
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函数表示 (5)
用 BesselJ 表示:
FullSimplify[(z^n/(I z)^n)BesselJ[n, I z]]BesselI 的级数表示:
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 可被表示为 DifferenceRoot:
DifferenceRootReduce[BesselI[n, z], n]应用 (2)
每单位长度有着固定圈数的半径为 r,长度为 a 的螺线管的感应系数:
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]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)]其正规化
是在改变变量
后计算的,包含 BesselI:
4 π 𝒩 t^3 Integrate[Cos[ϕ]Sin[ϕ]^2Exp[(t/2σ)Cos[ϕ]], {ϕ, 0, π / 2}]//FunctionExpand//Simplify属性和关系 (4)
用 FullSimplify 简化含有 BesselI 的表达式:
FullSimplify[ x BesselI[3, x] - x BesselI[1, x]]求解含有 BesselI 的表达式的极限:
Limit[BesselI[1, 3x] / (x BesselI[1, x] ^ 3), x -> Infinity]BesselI 的级数表示:
Sum[x ^ n / n! ^ 2, {n, 0, Infinity}]BesselI 的指数母函数:
ExponentialGeneratingFunction[BesselI[n, k], n, x]可能存在的问题 (1)
技术笔记
-
▪
- 特殊函数 ▪
- 关于内部实现的一些注释
相关指南
-
▪
- 贝塞尔(Bessel)函数和相关函数 ▪
- 特殊函数 ▪
- 连分数和有理数近似值
历史
1988年引入 (1.0) | 在以下年份被更新:1999 (4.0) ▪ 2000 (4.1) ▪ 2002 (4.2) ▪ 2021 (13.0) ▪ 2022 (13.1)
文本
Wolfram Research (1988),BesselI,Wolfram 语言函数,https://reference.wolfram.com/language/ref/BesselI.html (更新于 2022 年).
CMS
Wolfram 语言. 1988. "BesselI." Wolfram 语言与系统参考资料中心. Wolfram Research. 最新版本 2022. https://reference.wolfram.com/language/ref/BesselI.html.
APA
Wolfram 语言. (1988). BesselI. Wolfram 语言与系统参考资料中心. 追溯自 https://reference.wolfram.com/language/ref/BesselI.html 年
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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