Функція помилок або Функція помилок Гаусса — це неелементарна функція, що використовується в теорії ймовірності, статистиці, математичній фізиці і визначається як
- .
У багатьох із цих застосувань аргументом функції є дійсне число. Якщо аргумент функції є дійсним, то значення функції також є дійсним.
У статистиці для невід'ємних значень x функція помилок має таке трактування: для випадкової величини Y, яка має нормальний розподіл із математичним сподіванням 0 та дисперсією 1⁄√2, erf x — це ймовірність того, що Y потрапляє в інтервал [−x, x].
Доповнювальна функція помилок, що позначається (іноді застосовується позначення ) визначається через функцію помилок:
- .
Уявна функція помилок, що позначається , також визначається через функцію помилок:
- .
Назва
Назва «функція помилок» та її абревіатура erf запропоновані [en] в 1871 р. через її зв'язок з «теорією ймовірності, і особливо теорією помилок». Доповнювальні функції помилок також обговорювалося Глейшером того ж року в окремій публікації. Для «закону об'єкта» помилок, щільність якого має вигляд
(нормальний розподіл), Глейшер обчислював ймовірність помилки, що лежить між і , як
Застосування
Якщо результати серії вимірювань описуються нормальним розподілом із середньоквадратичним відхиленням та математичним сподіванням 0, то — це ймовірність того, що похибка одного вимірювання лежить між −a та +a, при додатному a. Це корисно, наприклад, при визначенні коефіцієнта бітових помилок цифрової системи зв'язку. Функцію помилок та доповнювальну функцію помилок застосовують, наприклад, у розв'язках рівняння теплопровідності, якщо граничні умови задаються функцією Гевісайда. Функцію помилок та її наближення можна використовувати для оцінки результатів, які мають місце [en] або з низькою ймовірністю. Нехай задана випадкова величина і константа , тоді
- ,
де A і B — деякі числові константи. Якщо L достатньо далека від математичного сподівання, тобто , тоді
- ,
і ймовірність прямує до 0, якщо .
Властивості
- Функція помилок непарна:
- .
- Для будь-якого комплексного виконується
де риска позначає комплексне спряження числа .
- Підінтегральні функції та зображено в комплексній площині z на рисунках.
Рівень показано товстою зеленою лінією. Від'ємні цілі значення показано товстими червоними лініями. Додатні цілі значення показано товстими синіми лініями. Проміжні рівні показано тонкими зеленими лініями. Проміжні рівні показано тонкими червоними лініями для від'ємних значень і тонкими синіми лініями для додатних значень.
- Функція помилок не може бути представлена через елементарні функції, але, розкладаючи інтегрований вираз в ряд Тейлора і інтегруючи почленно, ми можемо одержати її подання у вигляді ряду:
Ця рівність виконується (і ряд сходиться) як для будь-якого дійсного , так і на всій комплексній площині. Послідовність знаменників утворює послідовність A007680 з Онлайн енциклопедії послідовностей цілих чисел, OEIS.
- Для ітеративного обчислення елементів ряду корисно представити його в альтернативному вигляді:
- ,
оскільки — співмножник, що перетворює -й член ряду в -й, вважаючи першим членом .
- Уявна функція помилок має дуже схожий ряд Маклорена, а саме
- ,
для будь-якого комплексного числа z.
- Функція помилок на нескінченності рівна одиниці; проте це справедливо тільки при наближенні до нескінченності по дійсній осі, оскільки:
- При розгляді функції помилок в комплексній площині точка буде для неї істотно особливою.
- Похідна функції помилок виводиться безпосередньо з визначення функції:
- .
Звідси похідна уявної функції помилок:
- .
Первісною функції помилок, яку можна отримати за допомогою інтегрування частинами, є
- .
Первісною уявної функції помилок, яку також можна отримати інтегруванням частинами, є
- .
Похідні вищих порядків задаються формулами
де — це поліноми Ерміта.
- Розклад, який збігається швидше для всіх дійсних значень ніж ряд Тейлора, отримується за допомогою теореми [en]:
( — це signum-функція). Зберігаючи лише перші два коефіцієнти та вибираючи та , отримане наближення показує свою найбільшу відносну похибку при , яка менша ніж :
- .
- Обернена функція помилок є рядом
- ,
де c0 = 1 і
- .
Тому ряд можна подати в наступному вигляді (помітимо, що дроби скорочені):
- [1].
Послідовності чисельників і знаменників після скорочення — A092676 і A132467 у OEIS; послідовність чисельників до скорочення — A002067 у OEIS.
При |z| < 1 має місце співвідношення .
Обернена доповнювальна функція помилок визначається як
- .
Для дійсного x існує єдине дійсне число , що . Обернена уявна функція помилок визначається як .
Для будь-якого дійсного x можна використовувати метод Ньютона для обчислення , а при наступний ряд Макролена є збіжним:
- ,
де коефіцієнти ck визначені вище.
Асимптотичний розклад
Корисним асимптотичним розкладом доповнювальної функції помилок (а отже, і функції помилок) для великих дійсних є
- ,
де (2n – 1)!! — подвійний факторіал числа (2n – 1), який є добутком усіх непарних чисел до (2n – 1) включно. Цей ряд розбігається для будь-якого скінченного , і його зміст як асимптотичного розкладу полягає в тому, що для будь-якого
- ,
де залишок, в позначеннях O великого,
при
Дійсно, точне значення залишку становить
- ,
яке легко отримується за допомогою індукції з використанням формули
та інтегрування частинами.
Для досить великих значень потрібні лише перші кілька членів цього асимптотичного розкладу, щоб отримати гарне наближення для функції (тоді як для не надто великих значень вищенаведений ряд Тейлора у точці забезпечує більш швидку збіжність).
Розвинення в ланцюговий дріб
Представлення доповнювальної функції помилок через ланцюговий дріб має виглядЖ
Інтеграл функції помилок з функцією розподілу Гаусса
який отриманий Нг та Геллером за допомогою зміни змінних, формула 13 у параграфі 4.3.
Факторіальний ряд
- Обернений факторіальний ряд
є збіжним при . Тут
через позначено зростаючий факторіал, а — число Стірлінга першого роду
- Представлення нескінченною сумою, що містить подвійний факторіал:
- .
Споріднені функції
З точністю до масштабу і зсуву, функція помилок збігається з функцією розподілу ймовірностей нормального розподілу, що позначається :
- .
Зворотна функція до , відома як , іноді позначається і виражається через нормальну функцію помилок як
- .
Нормальний інтегральний розподіл частіше застосовується в теорії ймовірності і математичній статистиці, тоді як функція помилок частіше застосовується в інших розділах математики.
Функція помилок є окремим випадком функції Міттаг-Лефлера, а також може бути представлена як вироджена гіпергеометрична функція ():
- .
Функція помилок виражається також через інтеграл Френеля. У термінах регуляризованої неповної гамма-функції P і неповної гамма-функції
- .
Узагальнені функції помилок
Також можна розглянути загальніші функції:
Окремими вартими уваги випадками є:
- — пряма лінія, що проходить через початок координат:
- — функція помилок .
Після ділення на всі з непарними виглядають схоже (але не ідентично). Всі з парними теж виглядають схоже, але не ідентично, після ділення на . Всі узагальнені функції помилок з виглядають схоже на напівосі .
На напівосі всі узагальнені функції можуть бути виражені через гамма-функцію:
Отже, ми можемо виразити функцію помилок через гамма-функцію:
- .
Ітеровані інтеграли додаткової функції помилок
Ітеровані інтеграли додаткової функції помилок визначаються як
Їх можна розкласти в ряд:
- .
звідки випливають властивості симетрії
і
- .
Примітки
- Модуль math. Спеціальні функції та константи. bestprog.net/uk (укр.). 1 листопада 2019. Процитовано 7 жовтня 2023.
- Glaisher, James Whitbread Lee (July 1871). On a class of definite integrals. London, Edinburgh, and Dublin Philosophical Magazine and Journal of Science. 4. 42 (277): 294—302. doi:10.1080/14786447108640568. Процитовано 6 грудня 2017.
- Glaisher, James Whitbread Lee (September 1871). On a class of definite integrals. Part II. London, Edinburgh, and Dublin Philosophical Magazine and Journal of Science. 4. 42 (279): 421—436. doi:10.1080/14786447108640600. Процитовано 6 грудня 2017.
- Weisstein, Eric W. Erf. MathWorld. Wolfram.
- H. M. Schöpf and P. H. Supancic, "On Bürmann's Theorem and Its Application to Problems of Linear and Nonlinear Heat Transfer and Diffusion, " The Mathematica Journal, 2014. doi:10.3888/tmj.16–11.Schöpf, Supancic
- Bürmann's Theorem. Wolfram MathWorld—A Wolfram Web Resource.
- Bergsma, Wicher (2006). On a new correlation coefficient, its orthogonal decomposition and associated tests of independence. arXiv:math/0604627.
- ; Petersen, Vigdis B.; Verdonk, Brigitte; Waadeland, Haakon; Jones, William B. (2008). Handbook of Continued Fractions for Special Functions. Springer-Verlag. ISBN .
- Ng, Edward W.; Geller, Murray (January 1969). A table of integrals of the Error functions. Journal of Research of the National Bureau of Standards Section B. 73B (1): 1. doi:10.6028/jres.073B.001.
- (1859). Ueber facultätenreihen. [de] (нім.). 4: 390—415. Процитовано 4 грудня 2017.
- Eq (3) on page 283 of Nielson, Niels (1906). Handbuch der Theorie der Gammafunktion (нім.). Leipzig: B. G. Teubner. Процитовано 4 грудня 2017.
Література
- Milton Abramowitz and Irene A. Stegun, eds. Handbook of Mathematical Functions with Formulas, Graphs, and Mathematical Tables. New York: Dover, 1972.
Вікіпедія, Українська, Україна, книга, книги, бібліотека, стаття, читати, завантажити, безкоштовно, безкоштовно завантажити, mp3, відео, mp4, 3gp, jpg, jpeg, gif, png, малюнок, музика, пісня, фільм, книга, гра, ігри, мобільний, телефон, android, ios, apple, мобільний телефон, samsung, iphone, xiomi, xiaomi, redmi, honor, oppo, nokia, sonya, mi, ПК, web, Інтернет
Ne plutati z Funkciyeyu Gaussa Funkciya pomilok abo Funkciya pomilok Gaussa ce neelementarna funkciya sho vikoristovuyetsya v teoriyi jmovirnosti statistici matematichnij fizici i viznachayetsya yakGrafik funkciyi pomilok erf x 2 p 0 x e t 2 d t displaystyle operatorname erf x frac 2 sqrt pi int limits 0 x e t 2 mathrm d t U bagatoh iz cih zastosuvan argumentom funkciyi ye dijsne chislo Yaksho argument funkciyi ye dijsnim to znachennya funkciyi takozh ye dijsnim U statistici dlya nevid yemnih znachen x funkciya pomilok maye take traktuvannya dlya vipadkovoyi velichini Y yaka maye normalnij rozpodil iz matematichnim spodivannyam 0 ta dispersiyeyu 1 2 erf x ce jmovirnist togo sho Y potraplyaye v interval x x Dopovnyuvalna funkciya pomilok sho poznachayetsya erfc x displaystyle operatorname erfc x inodi zastosovuyetsya poznachennya Erf x displaystyle operatorname Erf x viznachayetsya cherez funkciyu pomilok erfc x 1 erf x 2 p x e t 2 d t displaystyle operatorname erfc x 1 operatorname erf x frac 2 sqrt pi int limits x infty e t 2 mathrm d t Uyavna funkciya pomilok sho poznachayetsya w x displaystyle w x takozh viznachayetsya cherez funkciyu pomilok w x e x 2 erfc i x displaystyle w x e x 2 operatorname erfc ix NazvaNazva funkciya pomilok ta yiyi abreviatura erf zaproponovani en v 1871 r cherez yiyi zv yazok z teoriyeyu jmovirnosti i osoblivo teoriyeyu pomilok Dopovnyuvalni funkciyi pomilok takozh obgovoryuvalosya Glejsherom togo zh roku v okremij publikaciyi Dlya zakonu ob yekta pomilok shilnist yakogo maye viglyad f x c p 1 2 e c x 2 displaystyle f x left frac c pi right tfrac 1 2 rm e cx 2 normalnij rozpodil Glejsher obchislyuvav jmovirnist pomilki sho lezhit mizh p displaystyle p i q displaystyle q yak c p 1 2 p q e c x 2 d x 1 2 erf q c erf p c displaystyle left frac c pi right tfrac 1 2 int p q rm e cx 2 rm d x tfrac 1 2 left operatorname erf left q sqrt c right operatorname erf left p sqrt c right right ZastosuvannyaYaksho rezultati seriyi vimiryuvan opisuyutsya normalnim rozpodilom iz serednokvadratichnim vidhilennyam s displaystyle sigma ta matematichnim spodivannyam 0 to erf a s 2 displaystyle operatorname erf left frac a sigma sqrt 2 right ce jmovirnist togo sho pohibka odnogo vimiryuvannya lezhit mizh a ta a pri dodatnomu a Ce korisno napriklad pri viznachenni koeficiyenta bitovih pomilok cifrovoyi sistemi zv yazku Funkciyu pomilok ta dopovnyuvalnu funkciyu pomilok zastosovuyut napriklad u rozv yazkah rivnyannya teploprovidnosti yaksho granichni umovi zadayutsya funkciyeyu Gevisajda Funkciyu pomilok ta yiyi nablizhennya mozhna vikoristovuvati dlya ocinki rezultativ yaki mayut misce en abo z nizkoyu jmovirnistyu Nehaj zadana vipadkova velichina X Norm m s displaystyle X sim operatorname Norm mu sigma i konstanta L lt m displaystyle L lt mu todi Pr X L 1 2 1 2 erf L m 2 s A exp B L m s 2 displaystyle Pr X leq L frac 1 2 frac 1 2 operatorname erf left frac L mu sqrt 2 sigma right approx A exp left B left frac L mu sigma right 2 right de A i B deyaki chislovi konstanti Yaksho L dostatno daleka vid matematichnogo spodivannya tobto m L s ln k displaystyle mu L geq sigma sqrt ln k todi Pr X L A exp B ln k A k B displaystyle Pr X leq L leq A exp B ln k frac A k B i jmovirnist pryamuye do 0 yaksho k displaystyle k to infty VlastivostiPidintegralni funkciyi v kompleksnij ploshiniIntegral exp z 2 displaystyle exp z 2 erf z displaystyle operatorname erf z Funkciya pomilok neparna erf x erf x displaystyle operatorname erf x operatorname erf x Dlya bud yakogo kompleksnogo x displaystyle x vikonuyetsya erf x erf x displaystyle operatorname erf bar x overline operatorname erf x de riska poznachaye kompleksne spryazhennya chisla x displaystyle x Pidintegralni funkciyi f exp z 2 displaystyle f exp z 2 ta f erf z displaystyle f operatorname erf z zobrazheno v kompleksnij ploshini z na risunkah Riven Im f 0 displaystyle operatorname Im f 0 pokazano tovstoyu zelenoyu liniyeyu Vid yemni cili znachennya Im f displaystyle operatorname Im f pokazano tovstimi chervonimi liniyami Dodatni cili znachennya Im f displaystyle operatorname Im f pokazano tovstimi sinimi liniyami Promizhni rivni Im f c o n s t displaystyle operatorname Im f rm const pokazano tonkimi zelenimi liniyami Promizhni rivni Re f c o n s t displaystyle operatorname Re f rm const pokazano tonkimi chervonimi liniyami dlya vid yemnih znachen i tonkimi sinimi liniyami dlya dodatnih znachen Funkciya pomilok ne mozhe buti predstavlena cherez elementarni funkciyi ale rozkladayuchi integrovanij viraz v ryad Tejlora i integruyuchi pochlenno mi mozhemo oderzhati yiyi podannya u viglyadi ryadu erf x 2 p n 0 1 n x 2 n 1 n 2 n 1 2 p x x 3 3 x 5 10 x 7 42 x 9 216 displaystyle operatorname erf x frac 2 sqrt pi sum n 0 infty frac 1 n x 2n 1 n 2n 1 frac 2 sqrt pi left x frac x 3 3 frac x 5 10 frac x 7 42 frac x 9 216 cdots right Cya rivnist vikonuyetsya i ryad shoditsya yak dlya bud yakogo dijsnogo x displaystyle x tak i na vsij kompleksnij ploshini Poslidovnist znamennikiv utvoryuye poslidovnist A007680 z Onlajn enciklopediyi poslidovnostej cilih chisel OEIS Dlya iterativnogo obchislennya elementiv ryadu korisno predstaviti jogo v alternativnomu viglyadi erf x 2 p n 0 x i 1 n 2 i 1 x 2 i 2 i 1 2 p n 0 x 2 n 1 i 1 n x 2 i displaystyle operatorname erf x frac 2 sqrt pi sum n 0 infty left x prod i 1 n frac 2i 1 x 2 i 2i 1 right frac 2 sqrt pi sum n 0 infty frac x 2n 1 prod i 1 n frac x 2 i oskilki 2 i 1 x 2 i 2 i 1 displaystyle frac 2i 1 x 2 i 2i 1 spivmnozhnik sho peretvoryuye i displaystyle i j chlen ryadu v i 1 displaystyle i 1 j vvazhayuchi pershim chlenom x displaystyle x Uyavna funkciya pomilok maye duzhe shozhij ryad Maklorena a same erfi z 2 p n 0 z 2 n 1 n 2 n 1 2 p z z 3 3 z 5 10 z 7 42 z 9 216 displaystyle operatorname erfi z frac 2 sqrt pi sum n 0 infty frac z 2n 1 n 2n 1 frac 2 sqrt pi left z frac z 3 3 frac z 5 10 frac z 7 42 frac z 9 216 cdots right dlya bud yakogo kompleksnogo chisla z Funkciya pomilok na neskinchennosti rivna odinici prote ce spravedlivo tilki pri nablizhenni do neskinchennosti po dijsnij osi oskilki Pri rozglyadi funkciyi pomilok v kompleksnij ploshini tochka z displaystyle z infty bude dlya neyi istotno osoblivoyu Pohidna funkciyi pomilok vivoditsya bezposeredno z viznachennya funkciyi d d z erf z 2 p e z 2 displaystyle frac rm d rm d z operatorname erf z frac 2 sqrt pi rm e z 2 Zvidsi pohidna uyavnoyi funkciyi pomilok d d z erfi z 2 p e z 2 displaystyle frac rm d rm d z operatorname erfi z frac 2 sqrt pi rm e z 2 Pervisnoyu funkciyi pomilok yaku mozhna otrimati za dopomogoyu integruvannya chastinami ye z erf z e z 2 p displaystyle z operatorname erf z frac rm e z 2 sqrt pi Pervisnoyu uyavnoyi funkciyi pomilok yaku takozh mozhna otrimati integruvannyam chastinami ye z erfi z e z 2 p displaystyle z operatorname erfi z frac rm e z 2 sqrt pi Pohidni vishih poryadkiv zadayutsya formulami erf k z 2 1 k 1 p H k 1 z e z 2 2 p d k 1 d z k 1 e z 2 k 1 2 displaystyle operatorname erf k z frac 2 1 k 1 sqrt pi H k 1 z rm e z 2 frac 2 sqrt pi frac rm d k 1 rm d z k 1 left rm e z 2 right qquad k 1 2 dots de H displaystyle mathit H ce polinomi Ermita Rozklad yakij zbigayetsya shvidshe dlya vsih dijsnih znachen x displaystyle x nizh ryad Tejlora otrimuyetsya za dopomogoyu teoremi en erf x 2 p sgn x 1 e x 2 1 1 12 1 e x 2 7 480 1 e x 2 2 5 896 1 e x 2 3 787 276480 1 e x 2 4 2 p sgn x 1 e x 2 p 2 k 1 c k e k x 2 displaystyle begin aligned operatorname erf x amp frac 2 sqrt pi operatorname sgn x sqrt 1 rm e x 2 left 1 frac 1 12 left 1 rm e x 2 right frac 7 480 left 1 rm e x 2 right 2 frac 5 896 left 1 rm e x 2 right 3 frac 787 276480 left 1 rm e x 2 right 4 cdots right 10pt amp frac 2 sqrt pi operatorname sgn x sqrt 1 rm e x 2 left frac sqrt pi 2 sum k 1 infty c k rm e kx 2 right end aligned sgn displaystyle operatorname sgn ce signum funkciya Zberigayuchi lishe pershi dva koeficiyenti ta vibirayuchi c 1 31 200 displaystyle c 1 frac 31 200 ta c 2 341 8000 displaystyle c 2 frac 341 8000 otrimane nablizhennya pokazuye svoyu najbilshu vidnosnu pohibku pri x 1 379 6 displaystyle x pm 1 3796 yaka mensha nizh 3 612 7 10 3 displaystyle 3 6127 cdot 10 3 erf x 2 p sgn x 1 e x 2 p 2 31 200 e x 2 341 8000 e 2 x 2 displaystyle operatorname erf x approx frac 2 sqrt pi operatorname sgn x sqrt 1 rm e x 2 left frac sqrt pi 2 frac 31 200 rm e x 2 frac 341 8000 rm e 2x 2 right Obernena funkciya pomilok ye ryadom erf 1 x k 0 c k 2 k 1 p 2 x 2 k 1 displaystyle operatorname erf 1 x sum k 0 infty frac c k 2k 1 left frac sqrt pi 2 x right 2k 1 de c0 1 i c k m 0 k 1 c m c k 1 m m 1 2 m 1 1 1 7 6 127 90 displaystyle c k sum m 0 k 1 frac c m c k 1 m m 1 2m 1 left 1 1 frac 7 6 frac 127 90 ldots right Tomu ryad mozhna podati v nastupnomu viglyadi pomitimo sho drobi skorocheni erf 1 x 1 2 p x p x 3 12 7 p 2 x 5 480 127 p 3 x 7 40320 4369 p 4 x 9 5806080 34807 p 5 x 11 182476800 displaystyle operatorname erf 1 x frac 1 2 sqrt pi left x frac pi x 3 12 frac 7 pi 2 x 5 480 frac 127 pi 3 x 7 40320 frac 4369 pi 4 x 9 5806080 frac 34807 pi 5 x 11 182476800 dots right 1 Poslidovnosti chiselnikiv i znamennikiv pislya skorochennya A092676 i A132467 u OEIS poslidovnist chiselnikiv do skorochennya A002067 u OEIS Pri z lt 1 maye misce spivvidnoshennya erf erf 1 z z displaystyle operatorname erf left operatorname erf 1 z right z Obernena dopovnyuvalna funkciya pomilok viznachayetsya yak erfc 1 1 z erf 1 z displaystyle operatorname erfc 1 1 z operatorname erf 1 z Dlya dijsnogo x isnuye yedine dijsne chislo erfi 1 x displaystyle operatorname erfi 1 x sho erfi erfi 1 x x displaystyle operatorname erfi left operatorname erfi 1 x right x Obernena uyavna funkciya pomilok viznachayetsya yak erfi 1 x displaystyle operatorname erfi 1 x Dlya bud yakogo dijsnogo x mozhna vikoristovuvati metod Nyutona dlya obchislennya erfi 1 x displaystyle operatorname erfi 1 x a pri 1 x 1 displaystyle 1 leq x leq 1 nastupnij ryad Makrolena ye zbizhnim erfi 1 z k 0 1 k c k 2 k 1 p 2 z 2 k 1 displaystyle operatorname erfi 1 z sum k 0 infty frac 1 k c k 2k 1 left frac sqrt pi 2 z right 2k 1 de koeficiyenti ck viznacheni vishe Dopovnyuvalna funkciya pomilokAsimptotichnij rozkladKorisnim asimptotichnim rozkladom dopovnyuvalnoyi funkciyi pomilok a otzhe i funkciyi pomilok dlya velikih dijsnih x displaystyle x ye erfc x e x 2 x p 1 n 1 1 n 1 3 5 2 n 1 2 x 2 n e x 2 x p n 0 1 n 2 n 1 2 x 2 n displaystyle operatorname erfc x frac rm e x 2 x sqrt pi left 1 sum n 1 infty 1 n frac 1 cdot 3 cdot 5 cdots 2n 1 2x 2 n right frac rm e x 2 x sqrt pi sum n 0 infty 1 n frac 2n 1 2x 2 n de 2n 1 podvijnij faktorial chisla 2n 1 yakij ye dobutkom usih neparnih chisel do 2n 1 vklyuchno Cej ryad rozbigayetsya dlya bud yakogo skinchennogo x displaystyle x i jogo zmist yak asimptotichnogo rozkladu polyagaye v tomu sho dlya bud yakogo N N displaystyle N in mathbb N erfc x e x 2 x p n 0 N 1 1 n 2 n 1 2 x 2 n R N x displaystyle operatorname erfc x frac rm e x 2 x sqrt pi sum n 0 N 1 1 n frac 2n 1 2x 2 n R N x de zalishok v poznachennyah O velikogo R N x O x 1 2 N e x 2 displaystyle R N x O left x 1 2N rm e x 2 right pri x displaystyle x to infty Dijsno tochne znachennya zalishku stanovit R N x 1 N p 2 1 2 N 2 N N x t 2 N e t 2 d t displaystyle R N x frac 1 N sqrt pi 2 1 2N frac 2N N int x infty t 2N rm e t 2 rm d t yake legko otrimuyetsya za dopomogoyu indukciyi z vikoristannyam formuli e t 2 2 t 1 e t 2 displaystyle rm e t 2 2t 1 left rm e t 2 right ta integruvannya chastinami Dlya dosit velikih znachen x displaystyle x potribni lishe pershi kilka chleniv cogo asimptotichnogo rozkladu shob otrimati garne nablizhennya dlya funkciyi erfc x displaystyle operatorname erfc x todi yak dlya ne nadto velikih znachen x displaystyle x vishenavedenij ryad Tejlora u tochci 0 displaystyle 0 zabezpechuye bilsh shvidku zbizhnist Rozvinennya v lancyugovij dribPredstavlennya dopovnyuvalnoyi funkciyi pomilok cherez lancyugovij drib maye viglyadZh erfc z z p e z 2 1 z 2 a 1 1 a 2 z 2 a 3 1 a m m 2 displaystyle operatorname erfc z frac z sqrt pi rm e z 2 cfrac 1 z 2 cfrac a 1 1 cfrac a 2 z 2 cfrac a 3 1 dotsb qquad a m frac m 2 Integral funkciyi pomilok z funkciyeyu rozpodilu Gaussa erf a x b 1 2 p s 2 e x m 2 2 s 2 d x erf a m b 1 2 a 2 s 2 a b m s R displaystyle int infty infty operatorname erf left ax b right frac 1 sqrt 2 pi sigma 2 rm e frac x mu 2 2 sigma 2 rm d x operatorname erf left frac a mu b sqrt 1 2a 2 sigma 2 right qquad a b mu sigma in mathbb R yakij otrimanij Ng ta Gellerom za dopomogoyu zmini zminnih formula 13 u paragrafi 4 3 Faktorialnij ryadObernenij faktorialnij ryad erfc z e z 2 p z n 0 1 n Q n z 2 1 n e z 2 p z 1 1 2 1 z 2 1 1 4 1 z 2 1 z 2 2 displaystyle begin aligned operatorname erfc z amp frac rm e z 2 sqrt pi z sum n 0 infty frac 1 n Q n z 2 1 bar n amp frac rm e z 2 sqrt pi z left 1 frac 1 2 frac 1 z 2 1 frac 1 4 frac 1 z 2 1 z 2 2 cdots right end aligned dd ye zbizhnim pri Re z 2 gt 0 displaystyle operatorname Re z 2 gt 0 Tut Q n def 1 G 1 2 0 t t 1 t n 1 t 1 2 e t d t k 0 n 1 2 k s n k displaystyle Q n stackrel text def frac 1 Gamma 1 2 int 0 infty tau tau 1 cdots tau n 1 tau 1 2 rm e tau rm d tau sum k 0 n left frac 1 2 right bar k s n k cherez z n displaystyle z bar n poznacheno zrostayuchij faktorial a s n k displaystyle s n k chislo Stirlinga pershogo rodu Predstavlennya neskinchennoyu sumoyu sho mistit podvijnij faktorial erf z 2 p n 0 2 n 2 n 1 2 n 1 z 2 n 1 displaystyle operatorname erf z frac 2 sqrt pi sum n 0 infty frac 2 n 2n 1 2n 1 z 2n 1 Sporidneni funkciyiZ tochnistyu do masshtabu i zsuvu funkciya pomilok zbigayetsya z funkciyeyu rozpodilu jmovirnostej normalnogo rozpodilu sho poznachayetsya F x displaystyle Phi x F x 1 2 1 erf x 2 displaystyle Phi x frac 1 2 left 1 operatorname erf frac x sqrt 2 right Zvorotna funkciya do F displaystyle Phi vidoma yak inodi poznachayetsya probit displaystyle operatorname probit i virazhayetsya cherez normalnu funkciyu pomilok yak probit p F 1 p 2 erf 1 2 p 1 displaystyle operatorname probit p Phi 1 p sqrt 2 operatorname erf 1 2p 1 Normalnij integralnij rozpodil chastishe zastosovuyetsya v teoriyi jmovirnosti i matematichnij statistici todi yak funkciya pomilok chastishe zastosovuyetsya v inshih rozdilah matematiki Funkciya pomilok ye okremim vipadkom funkciyi Mittag Leflera a takozh mozhe buti predstavlena yak virodzhena gipergeometrichna funkciya erf x 2 x p 1 F 1 1 2 3 2 x 2 displaystyle operatorname erf x frac 2x sqrt pi 1 F 1 left frac 1 2 frac 3 2 x 2 right Funkciya pomilok virazhayetsya takozh cherez integral Frenelya U terminah regulyarizovanoyi nepovnoyi gamma funkciyi P i nepovnoyi gamma funkciyi erf x sign x P 1 2 x 2 sign x p g 1 2 x 2 displaystyle operatorname erf x operatorname sign x P left frac 1 2 x 2 right operatorname sign x over sqrt pi gamma left frac 1 2 x 2 right Uzagalneni funkciyi pomilok Grafik uzagalnenih funkcij pomilok E n x displaystyle E n x sira liniya E 1 x 1 e x p displaystyle E 1 x 1 e x sqrt pi chervona liniya E 2 x erf x displaystyle E 2 x operatorname erf x zelena liniya E 3 x displaystyle E 3 x sinya liniya E 4 x displaystyle E 4 x zhovta liniya E 5 x displaystyle E 5 x Takozh mozhna rozglyanuti zagalnishi funkciyi E n x n p 0 x e t n d t n p p 0 1 p x n p 1 n p 1 p displaystyle E n x frac n sqrt pi int limits 0 x e t n mathrm d t frac n sqrt pi sum p 0 infty 1 p frac x np 1 np 1 p Okremimi vartimi uvagi vipadkami ye E 0 x displaystyle E 0 x pryama liniya sho prohodit cherez pochatok koordinat E 0 x x e p displaystyle E 0 x frac x e sqrt pi E 2 x displaystyle E 2 x funkciya pomilok erf x displaystyle operatorname erf x Pislya dilennya na n displaystyle n vsi E n displaystyle E n z neparnimi n displaystyle n viglyadayut shozhe ale ne identichno Vsi E n displaystyle E n z parnimi n displaystyle n tezh viglyadayut shozhe ale ne identichno pislya dilennya na n displaystyle n Vsi uzagalneni funkciyi pomilok z n gt 0 displaystyle n gt 0 viglyadayut shozhe na napivosi x gt 0 displaystyle x gt 0 Na napivosi x gt 0 displaystyle x gt 0 vsi uzagalneni funkciyi mozhut buti virazheni cherez gamma funkciyu E n x x x n 1 n G n G 1 n G 1 n x n p x gt 0 displaystyle E n x frac x left x n right 1 n Gamma n left Gamma left frac 1 n right Gamma left frac 1 n x n right right sqrt pi qquad x gt 0 Otzhe mi mozhemo viraziti funkciyu pomilok cherez gamma funkciyu erf x 1 G 1 2 x 2 p displaystyle operatorname erf x 1 frac Gamma left frac 1 2 x 2 right sqrt pi Iterovani integrali dodatkovoyi funkciyi pomilok Iterovani integrali dodatkovoyi funkciyi pomilok viznachayutsya yak i n erfc z z i n 1 erfc z d z displaystyle i n operatorname erfc z int limits z infty i n 1 operatorname erfc zeta mathrm d zeta Yih mozhna rozklasti v ryad i n erfc z j 0 z j 2 n j j G 1 n j 2 displaystyle i n operatorname erfc z sum j 0 infty frac z j 2 n j j Gamma left 1 frac n j 2 right zvidki viplivayut vlastivosti simetriyi i 2 m erfc z i 2 m erfc z q 0 m z 2 q 2 2 m q 1 2 q m q displaystyle i 2m operatorname erfc z i 2m operatorname erfc z sum q 0 m frac z 2q 2 2 m q 1 2q m q i i 2 m 1 erfc z i 2 m 1 erfc z q 0 m z 2 q 1 2 2 m q 1 2 q 1 m q displaystyle i 2m 1 operatorname erfc z i 2m 1 operatorname erfc z sum q 0 m frac z 2q 1 2 2 m q 1 2q 1 m q PrimitkiModul math Specialni funkciyi ta konstanti bestprog net uk ukr 1 listopada 2019 Procitovano 7 zhovtnya 2023 Glaisher James Whitbread Lee July 1871 On a class of definite integrals London Edinburgh and Dublin Philosophical Magazine and Journal of Science 4 42 277 294 302 doi 10 1080 14786447108640568 Procitovano 6 grudnya 2017 Glaisher James Whitbread Lee September 1871 On a class of definite integrals Part II London Edinburgh and Dublin Philosophical Magazine and Journal of Science 4 42 279 421 436 doi 10 1080 14786447108640600 Procitovano 6 grudnya 2017 Weisstein Eric W Erf MathWorld Wolfram H M Schopf and P H Supancic On Burmann s Theorem and Its Application to Problems of Linear and Nonlinear Heat Transfer and Diffusion The Mathematica Journal 2014 doi 10 3888 tmj 16 11 Schopf Supancic Burmann s Theorem Wolfram MathWorld A Wolfram Web Resource Bergsma Wicher 2006 On a new correlation coefficient its orthogonal decomposition and associated tests of independence arXiv math 0604627 Petersen Vigdis B Verdonk Brigitte Waadeland Haakon Jones William B 2008 Handbook of Continued Fractions for Special Functions Springer Verlag ISBN 978 1 4020 6948 2 Ng Edward W Geller Murray January 1969 A table of integrals of the Error functions Journal of Research of the National Bureau of Standards Section B 73B 1 1 doi 10 6028 jres 073B 001 1859 Ueber facultatenreihen de nim 4 390 415 Procitovano 4 grudnya 2017 Eq 3 on page 283 of Nielson Niels 1906 Handbuch der Theorie der Gammafunktion nim Leipzig B G Teubner Procitovano 4 grudnya 2017 LiteraturaMilton Abramowitz and Irene A Stegun eds Handbook of Mathematical Functions with Formulas Graphs and Mathematical Tables New York Dover 1972