オメガ定数 は、次の式を満たす唯一の実数として定義される 数学定数 です。
Ω e Ω = 1. {\displaystyle \Omega e^{\Omega }=1.} これはW (1) の値であり、Wは ランベルトのW 関数 です。この名前は、ランベルトのW 関数の別名であるオメガ関数に由来しています。Ω の 数値は次のように与えられます。
Ω = 0.56714 32904 09783 87299 99686 62210 ... ( OEIS の シーケンス A030178 ) 。1/ Ω = 1.76322 28343 51896 71022 52017 76951 ... ( OEIS の シーケンス A030797 ) 。
物件
固定小数点表現 定義的なアイデンティティは、例えば次のように表現できる。
ln ( 1 Ω ) = Ω 。 {\displaystyle \ln \left({\tfrac {1}{\Omega }}\right)=\Omega .} または
− ln ( Ω ) = Ω {\displaystyle -\ln(\オメガ )=\オメガ } 同様に
e − Ω = Ω 。 {\displaystyle e^{-\Omega }=\Omega .}
計算 Ωは 、 初期推定値Ω₀から始めて、 数列を考慮することで反復 的に 計算できる。
Ω n + 1 = e − Ω n 。 {\displaystyle \オメガ _{n+1}=e^{-\オメガ _{n}}.} この数列は、nが 無限大に近づくにつれてΩ に収束します 。これは、Ωが 関数e − x の吸引固定点 であるためです。
反復処理を使用する方がはるかに効率的です
Ω n + 1 = 1 + Ω n 1 + e Ω n 、 {\displaystyle \Omega _{n+1}={\frac {1+\Omega _{n}}{1+e^{\Omega _{n}}}},} 関数が
f ( x ) = 1 + x 1 + e x 、 {\displaystyle f(x)={\frac {1+x}{1+e^{x}}},} 同じ不動点を持つことに加えて、その不動点において導関数がゼロになるという性質も持ちます。これにより、二次収束が保証されます。つまり、正しい桁数は反復ごとにほぼ倍増します。
ハレーの方法 を用いると、Ωは 3次収束で近似できます(正しい桁数は反復ごとに約3倍になります)。(ランベルトW関数§ 数値評価 も参照)。
Ω j + 1 = Ω j − Ω j e Ω j − 1 e Ω j ( Ω j + 1 ) − ( Ω j + 2 ) ( Ω j e Ω j − 1 ) 2 Ω j + 2 。 {\displaystyle \Omega _{j+1}=\Omega _{j}-{\frac {\Omega _{j}e^{\Omega _{j}}-1}{e^{\Omega _{j}}(\Omega _{j}+1)-{\frac {(\Omega _{j}+2)(\Omega _{j}e^{\Omega _{j}}-1)}{2\オメガ _{j}+2}}}}.}
積分表現 ヴィクター・アダムチクによる同一性は、次の関係によって与えられる。
∫ − ∞ ∞ d t ( e t − t ) 2 + π 2 = 1 1 + Ω 。 {\displaystyle \int _{-\infty }^{\infty }{\frac {dt}{(e^{t}-t)^{2}+\pi ^{2}}}={\frac {1}{1+\Omega }}.} Mező [ 1 ] [ 2 ] および Kalugin-Jeffrey-Corless [ 3 ] によるその他の関係式 は以下のとおりです。
Ω = 1 π 再 ∫ 0 π ログ ( e e 私 t − e − 私 t e e 私 t − e 私 t ) d t 、 {\displaystyle \Omega ={\frac {1}{\pi }}\operatorname {Re} \int _{0}^{\pi }\log \left({\frac {e^{e^{it}}-e^{-it}}{e^{e^{it}}-e^{it}}}\right)dt,} Ω = 1 π ∫ 0 π ログ ( 1 + 罪 t t e t ベビーベッド t ) d t 。 \displaystyle \Omega ={\frac {1}{\pi }}\int _{0}^{\pi }\log \left(1+{\frac {\sin t}{t}}e^{t\cot t}\right)dt.} 後者の2つの恒等式は、 W 関数の他の値にも拡張できます(ランベルトW関数§ 表現 も参照)。
超越 定数Ω は超越数で ある。これはリンデマン・ワイエルシュトラス の定理の直接的な帰結と見なすことができる。矛盾を生じさせるために、Ω が代数的であると仮定する。定理によれば、e − Ω は超越数であるが、Ω = e − Ω となり、これは矛盾である。したがって、Ωは超越数でなければならない。[ 4 ]
参考文献 ↑ Mező, István. 「ランベルトW 関数の主枝の積分表現」2022年 4月24日 取得 。 ↑ イシュトヴァーンのメズー (2020)。 「Lambert W 関数の積分表現」。 arXiv : 2012.02480 [ math.CA ]。 。↑ Kalugin, German A.; Jeffrey, David J.; Corless, Robert M. (2011). "Stieltjes, Poisson and other integral representations for functions of Lambert W". arXiv : 1103.5640 [ math.CV ]. 。↑ Mező, István; Baricz, Árpád (2017年11月). 「ランベルトW関数の一般化について」 (PDF) . アメリカ数学会紀要 . 369 (11): 7928. doi : 10.1090/tran/6911 . 2023年 4月28日 取得 。