La fonction cosinus intégral, notée Ci {\displaystyle \operatorname {Ci} } , est définie par l'intégrale :

x > 0 ,   C i ( x ) = x cos ( t ) t d t {\displaystyle \forall x>0,\ \mathrm {Ci} (x)=-\int _{x}^{\infty }{\frac {\cos(t)}{t}}\,\mathrm {d} t} où la fonction cos {\displaystyle \cos } est la fonction cosinus.

Propriétés

  • La fonction est continue, infiniment dérivable sur R {\displaystyle \mathbb {R} ^{ *}} , et x R ,   C i ( x ) = cos ( x ) x {\displaystyle \forall x\in \mathbb {R} ^{ *},\ \mathrm {Ci} '(x)={\frac {\cos(x)}{x}}}
  • lim x C i ( x ) = 0 {\displaystyle \lim _{x\to \infty }\mathrm {Ci} (x)=0}
  • lim x 0 C i ( x ) = {\displaystyle \lim _{x\to 0}\mathrm {Ci} (x)=-\infty }
  • La fonction Ci {\displaystyle \operatorname {Ci} } admet le développement suivant sur R {\displaystyle \mathbb {R} ^{ *}}  : x R ,   C i ( x ) = γ ln ( x ) n = 1 ( 1 ) n x 2 n ( 2 n ) ! ( 2 n ) {\displaystyle \forall x\in \mathbb {R} ^{ *},\ \mathrm {Ci} (x)=\gamma \ln(x) \sum _{n=1}^{ \infty }(-1)^{n}{\frac {x^{2n}}{(2n)!(2n)}}} γ {\displaystyle \gamma } est la constante d'Euler-Mascheroni. Ce développement permet d'étendre la fonction Ci {\displaystyle \operatorname {Ci} } en une fonction analytique définie sur tout le plan complexe privé de la demi-droite des réels négatifs. La somme de la série vaut également 0 x cos ( t ) 1 t d t {\displaystyle \int _{0}^{x}{\frac {\cos(t)-1}{t}}\,\mathrm {d} t} .
  • Les primitives de Ci sont de la forme :
C i ( x ) d x = x C i ( x ) sin ( x ) k , k R {\displaystyle \int {\rm {Ci}}(x){\rm {d}}x=x{\rm {Ci}}(x)-\sin(x) k,k\in \mathbb {R} } .

Voir aussi

  • Exponentielle intégrale
  • Logarithme intégral
  • Sinus intégral

Bibliographie

  • Abramowitz et Stegun, Handbook of Mathematical Functions.
  • (en) Eric W. Weisstein, « Cosine Integral », sur MathWorld
  • Portail de l'analyse

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