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Evaluar o simplificar $\int_{a}^{+\infty} \frac{\exp(-bx)}{x+c} Ei(x) dx$

Estoy atascado tratando de evaluar o simplificar este integrale :

$$I_{a,b,c} = \int_{a}^{+\infty} \frac{\exp(-bx)}{x+c} Ei(x) dx $$

con $a,b,c \in \mathbb{R}_+^*$ . y $ Ei(x) =\int_{-\infty}^{x} \frac{\exp(t)}{t} \mathbb{d}t $ : La función integral exponencial

Ya he encontrado este resultado: $$\int\exp(-bx) \ Ei(x) = \frac{1}{b} \left[Ei((1-b)x)-\exp(-bx)\ Ei(x) \right] $$ pero no puedo ver si es útil.
¿Alguna pista?

3voto

doraemonpaul Puntos 8603

Utilizando la expresión $\text{Ei}(x)=\gamma+\ln x+\int_0^x\dfrac{e^t-1}{t}dt$ mencionado en http://people.math.sfu.ca/~cbm/aands/page_230.htm ,

$\int_a^\infty\dfrac{e^{-bx}\text{Ei}(x)}{x+c}dx$

$=\int_a^\infty\dfrac{e^{-bx}}{x+c}\left(\gamma+\ln x+\int_0^x\dfrac{e^t-1}{t}dt\right)~dx$

$=\gamma\int_a^\infty\dfrac{e^{-bx}}{x+c}dx+\int_a^\infty\dfrac{e^{-bx}\ln x}{x+c}dx+\int_a^\infty\dfrac{e^{-bx}}{x+c}\int_0^x\dfrac{e^t-1}{t}dt~dx$

$=\gamma\int_a^\infty\dfrac{e^{-bx}}{x+c}dx+\int_a^\infty\dfrac{e^{-bx}}{x+c}\int_1^x\dfrac{1}{t}dt~dx+\int_a^\infty\dfrac{e^{-bx}}{x+c}\int_0^x\dfrac{e^t-1}{t}dt~dx$

$=\gamma\int_a^\infty\dfrac{e^{-bx}}{x+c}dx+\int_a^\infty\int_1^x\dfrac{e^{-bx}}{t(x+c)}dt~dx+\int_a^\infty\int_0^x\dfrac{(e^t-1)e^{-bx}}{t(x+c)}dt~dx$

$=\gamma\int_a^\infty\dfrac{e^{-bx}}{x+c}dx+\int_1^a\int_a^\infty\dfrac{e^{-bx}}{t(x+c)}dx~dt+\int_a^\infty\int_t^\infty\dfrac{e^{-bx}}{t(x+c)}dx~dt+\int_0^a\int_a^\infty\dfrac{(e^t-1)e^{-bx}}{t(x+c)}dx~dt+\int_a^\infty\int_t^\infty\dfrac{(e^t-1)e^{-bx}}{t(x+c)}dx~dt$

$=\gamma\int_a^\infty\dfrac{e^{-bx}}{x+c}dx+\int_1^a\int_a^\infty\dfrac{e^{-bx}}{t(x+c)}dx~dt+\int_0^a\int_a^\infty\dfrac{(e^t-1)e^{-bx}}{t(x+c)}dx~dt+\int_a^\infty\int_t^\infty\dfrac{e^te^{-bx}}{t(x+c)}dx~dt$

$=\gamma\int_{a+c}^\infty\dfrac{e^{-b(x-c)}}{x}dx+\int_1^a\int_{a+c}^\infty\dfrac{e^{-b(x-c)}}{tx}dx~dt+\int_0^a\int_{a+c}^\infty\dfrac{(e^t-1)e^{-b(x-c)}}{tx}dx~dt+\int_a^\infty\int_{t+c}^\infty\dfrac{e^te^{-b(x-c)}}{tx}dx~dt$

$=\gamma e^{bc}E_1(b(a+c))+\int_1^a\dfrac{e^{bc}E_1(b(a+c))}{t}dt+\int_0^a\dfrac{(e^t-1)e^{bc}E_1(b(a+c))}{t}dt+\int_a^\infty\dfrac{e^{bc}e^tE_1(b(t+c))}{t}dt$

$=\gamma e^{bc}E_1(b(a+c))+e^{bc}E_1(b(a+c))\ln a+e^{bc}E_1(b(a+c))\int_0^a\dfrac{e^t-1}{t}dt+\int_a^\infty e^{bc}e^tE_1(b(t+c))~d(\ln t)$

$=e^{bc}E_1(b(a+c))\text{Ei}(a)+\int_{\ln a}^\infty e^{bc}e^{e^t}E_1(b(e^t+c))~dt$

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