1

المرجع الالكتروني للمعلوماتية

تاريخ الرياضيات

الاعداد و نظريتها

تاريخ التحليل

تار يخ الجبر

الهندسة و التبلوجي

الرياضيات في الحضارات المختلفة

العربية

اليونانية

البابلية

الصينية

المايا

المصرية

الهندية

الرياضيات المتقطعة

المنطق

اسس الرياضيات

فلسفة الرياضيات

مواضيع عامة في المنطق

الجبر

الجبر الخطي

الجبر المجرد

الجبر البولياني

مواضيع عامة في الجبر

الضبابية

نظرية المجموعات

نظرية الزمر

نظرية الحلقات والحقول

نظرية الاعداد

نظرية الفئات

حساب المتجهات

المتتاليات-المتسلسلات

المصفوفات و نظريتها

المثلثات

الهندسة

الهندسة المستوية

الهندسة غير المستوية

مواضيع عامة في الهندسة

التفاضل و التكامل

المعادلات التفاضلية و التكاملية

معادلات تفاضلية

معادلات تكاملية

مواضيع عامة في المعادلات

التحليل

التحليل العددي

التحليل العقدي

التحليل الدالي

مواضيع عامة في التحليل

التحليل الحقيقي

التبلوجيا

نظرية الالعاب

الاحتمالات و الاحصاء

نظرية التحكم

بحوث العمليات

نظرية الكم

الشفرات

الرياضيات التطبيقية

نظريات ومبرهنات

علماء الرياضيات

500AD

500-1499

1000to1499

1500to1599

1600to1649

1650to1699

1700to1749

1750to1779

1780to1799

1800to1819

1820to1829

1830to1839

1840to1849

1850to1859

1860to1864

1865to1869

1870to1874

1875to1879

1880to1884

1885to1889

1890to1894

1895to1899

1900to1904

1905to1909

1910to1914

1915to1919

1920to1924

1925to1929

1930to1939

1940to the present

علماء الرياضيات

الرياضيات في العلوم الاخرى

بحوث و اطاريح جامعية

هل تعلم

طرائق التدريس

الرياضيات العامة

نظرية البيان

الرياضيات : التفاضل و التكامل :

Inverse Tangent Integral

المؤلف:  Finch, S. R.

المصدر:  "Inverse Tangent Integral." §1.7.6 in Mathematical Constants. Cambridge, England: Cambridge University Press

الجزء والصفحة:  ...

9-8-2019

1679

Inverse Tangent Integral

InverseTangentIntegralInverseTanIntReImInverseTanIntContours

The inverse tangent integral Ti_2(x) is defined in terms of the dilogarithm Li_2(x) by

 Li_2(ix)=1/4Li_2(-x^2)+iTi_2(x)

(1)

(Lewin 1958, p. 33). It has the series

 Ti_2(x)=sum_(k=1)^infty(-1)^(k-1)(x^(2k-1))/((2k-1)^2)

(2)

and gives in closed form the sum

 sum_(n=1)^infty(sin[(4n-2)x])/((2n-1)^2)=Ti_2(tanx)-xln(tanx)

(3)

that was considered by Ramanujan (Lewin 1958, p. 39). The inverse tangent integral can be expressed in terms of the dilogarithm as

 Ti_2(x)=1/(2i)[Li_2(ix)-Li_2(-ix)],

(4)

in terms of Legendre's chi-function as

 Ti_2(x)=-ichi_2(ix),

(5)

in terms of the Lerch transcendent by

 Ti_2(x)=1/4xPhi(-x^2,2,1/2),

(6)

and as the integral

(7)

Ti_2(x) has derivative

 (dTi_2(x))/(dx)=(tan^(-1)x)/x.

(8)

It satisfies the identities

 Ti_2(x)-Ti_2(1/x)=1/2pisgn(x)ln|x| 
1/2Ti_2((2x)/(1-x^2))=Ti_2(x)+Ti_2(-x,1)-Ti_2(x,1),

(9)

where

(10)

is the generalized inverse tangent function.

Ti_2(x) has the special value

 Ti_2(1)=K,

(11)

where K is Catalan's constant, and the functional relationships

 3Ti_2(1)-2Ti_2(1/2)-Ti_2(1/3)-1/2Ti_2(3/4)=1/2piln2,

(12)

the two equivalent identities

 3Ti_2(2-sqrt(3))=2Ti_2(1)-1/4piln(2-sqrt(3))

(13)

 Ti_2(tan(1/(12)pi))=2/3Ti_2(tan(1/4pi))+1/(12)piln(tan(1/(12)pi)),

(14)

and

 3Ti_2(2+sqrt(3))=2Ti_2(1)+5/4piln(2+sqrt(3))

(15)

(Lewin 1958, p. 39). The triplication formula is given by

 1/3Ti_2((3x-x^3)/(1-3x^2))=Ti_2(x)+Ti_2((1-xsqrt(3))/(sqrt(3)+x)) 
 -Ti_2((1+xsqrt(3))/(sqrt(3)-x))+1/6piln[((sqrt(3)+x)(1+xsqrt(3)))/((1-xsqrt(3))(sqrt(3)-x))],

(16)

which leads to

 Ti_2(tan(1/(24)pi))-Ti_2(tan(5/(24)pi))+2/3Ti_2(tan(1/8pi)) 
 +1/6piln[(tan(5/(24)pi))/(tan(1/8pi))]=0

(17)

and the algebraic form

 Ti_2((sqrt(3)-sqrt(2))/(sqrt(2)+1))-Ti_2((sqrt(3)-sqrt(2))/(sqrt(2)-1))+2/3Ti_2(sqrt(2)-1) 
 =1/6piln[(sqrt(2)-1)/((sqrt(3)-sqrt(2))(sqrt(2)+1))]

(18)

(Lewin 1958, p. 41).



REFERENCES:

Finch, S. R. "Inverse Tangent Integral." §1.7.6 in Mathematical Constants. Cambridge, England: Cambridge University Press, p. 57, 2003.

Lewin, L. "The Inverse Tangent Integral" and "The Generalized Inverse Tangent Integral." Chs. 2-3 in Dilogarithms and Associated Functions. London: Macdonald, pp. 33-90, 1958.

Lewin, L. Polylogarithms and Associated Functions. Amsterdam, Netherlands: North-Holland, p. 45, 1981.

Nielsen, N. "Der Eulersche Dilogarithmus und seine Verallgemeinerungen." Nova Acta Leopoldina, Abh.der Kaiserlich Leopoldinisch-Carolinischen Deutschen Akad. der Naturforsch. 90, 121-212, 1909.

EN

تصفح الموقع بالشكل العمودي