Mathematik online lernen im Mathe-Forum. Nachhilfe online
Startseite » Forum » Exponentialintegralfunktion Ei(x) Näherungslösung

Exponentialintegralfunktion Ei(x) Näherungslösung

Universität / Fachhochschule

Tags: Exponentialintegralfunktion

 
Antworten Neue Frage stellen Im Forum suchen
Neue Frage
geogecko

geogecko aktiv_icon

15:44 Uhr, 06.06.2022

Antworten
Ich beschäftige mich aktuell mit Thermal Response Tests und deren Auswertung. Dabei gibt es mehrere Ansätze. Das Linienquellenmodell beinhaltet dabei eine Exponentialintegralfunktion Ei(x), die näherungsweise gelöst werden kann. Ich habe es schon mit einem Excel AddIn probiert (QUADF), leider ohne Erfolg. Gibt es eine Näherungslösung für diese Funktion, die man selbst in Excel oÄ numerisch lösen kann?

vielen Dank für die Hilfe!

Lg Michael

Für alle, die mir helfen möchten (automatisch von OnlineMathe generiert):
"Ich möchte die Lösung in Zusammenarbeit mit anderen erstellen."
Online-Nachhilfe in Mathematik
Antwort
pivot

pivot aktiv_icon

16:50 Uhr, 06.06.2022

Antworten
Hallo,

Ist die Reihendarsellung dei der Funktion eine Möglichkeit? Dann das Newton-Raphson Verfahren anwenden.

Gruß
pivot
Antwort
Roman-22

Roman-22

19:19 Uhr, 06.06.2022

Antworten
Die Reihe
Ei(x)=γ+ln(x)+k=1xkkk!
sollte für x>0 eigentlich direkt das Gewünschte leisten.
Entweder die Summe immer mit einer festen Summandenanzahl berechnen lassen oder besser aber solange iterieren, bis sich der neue Wert vom vorhergehenden um weniger als die gewünschte Genauigkeit unterscheidet.
Die Reihe konvergiert nicht sehr schnell (es gibt bessere, aber deutlich kompliziertere die schneller konvergieren) und so benötigt Ei(40)6,039718261015 etwas über 100 Iterationsschritte (Summanden) um ca. 10-stellige Genauigkeit zu erzielen. Für Ei(4)19,63087447 sind es nur 25 und für Ei(0,4)0,10476522 sind es immer noch 10.

Hier eine Implemenation (EI) in einem Matheprogramm im Vergleich mit der dort bereits von Haus aus implementierten Ei Funktion:
B
Natürlich wäre auch eine Zählschleife, aus der man bei Erreichen der gewünschten Genauigkeit ausbricht, eine Möglichkeit. Je nachdem, was dir leichter in VBA zu implementieren fällt.
B2
geogecko

geogecko aktiv_icon

22:32 Uhr, 06.06.2022

Antworten
Vielen herzlichen Dank für die schnelle und ausführliche Antwort. Das Ganze wird wohl nun alles recht komplex, eine konvergierende Reihe ist aber eine sehr gute Idee.

Normalerweise würde das ja auch mit der Excel AddIn Funktion QUADF von ExceLab funktionieren, da bekomme ich aber immer nur einen DIV/0 Fehler. Als zugrunde liegende Funktion habe ich Exp(t)/t angesetzt. Untere Integralgrenze sollte dann ja -inf und die Obere x sein, korrekt?

Das macht allerdings die Exceldatei aufwändiger als befürchtet. Denn innerhalb der Auswertung müssen auch noch zwei Parameter optimiert (kleinste Fehlerquadrate minimieren) werden.
Antwort
Roman-22

Roman-22

00:32 Uhr, 07.06.2022

Antworten
> Als zugrunde liegende Funktion habe ich Exp(t)/t angesetzt. Untere Integralgrenze sollte dann ja -inf und die Obere x sein, korrekt?
Ja, Ei(x):=-xettdt für x>0

Es ist schon lange her, dass ich Excel für solche Zwecke missbraucht habe und ich kenne das AddIn QUADF nicht. Daher kann ich nur mutmaßen dass vl die Unstetigkeitsstelle bei 0 Probleme macht oder aber die uneigentliche untere Grenze -, für die man in Excel vermutlich der Bequemlichkeit halbe so etwas wie -1e99 tippt anstelle von -9.99999E+307.
Aber da ja zB -0ettdt- ist, kann ich mir leicht vorstellen, dass die üblichen numerischen Verfahren bei einem Integral über 0 hinweg Probleme bekommen.


> Das macht allerdings die Exceldatei aufwändiger als befürchtet. Denn innerhalb der Auswertung müssen auch noch zwei Parameter optimiert (kleinste Fehlerquadrate minimieren) werden.
Wenn man die Funktion in VBA realisiert sollte das vl nicht so ein Problem sein.

Aber es mag schon sein, dass spezialisierte Programm wie MatLab, Maple, Mathematica, ... besser geeignet sein können.
Diese Frage wurde automatisch geschlossen, da der Fragesteller kein Interesse mehr an der Frage gezeigt hat.