ガンマ関数の半整数値
\(n\in\mathbb{N}\)とする。
(1)
\[ \Gamma\left(\frac{1}{2}+n\right)=\frac{(2n-1)!}{2^{2n-1}(n-1)!}\sqrt{\pi} \](2)
\[ \Gamma\left(\frac{1}{2}-n\right)=(-1)^{n}\frac{2^{2n-1}(n-1)!}{(2n-1)!}\sqrt{\pi} \](1)
\begin{align*} \Gamma\left(\frac{1}{2}+n\right) & =\Gamma\left(\frac{1}{2}\right)\prod_{k=0}^{n-1}\left(\frac{1}{2}+k\right)\\ & =\Gamma\left(\frac{1}{2}\right)Q\left(\frac{1}{2},n\right)\\ & =\frac{(2n-1)!}{2^{2n-1}(n-1)!}\sqrt{\pi} \end{align*}(2)
\begin{align*} \Gamma\left(\frac{1}{2}-n\right) & =\Gamma\left(1-\left(\frac{1}{2}+n\right)\right)\\ & =\Gamma^{-1}\left(\frac{1}{2}+n\right)\frac{\pi}{\sin\left(\pi\left(\frac{1}{2}+n\right)\right)}\\ & =(-1)^{n}\frac{2^{2n-1}(n-1)!}{(2n-1)!}\sqrt{\pi} \end{align*}(2)-2
\begin{align*} \Gamma\left(\frac{1}{2}-n\right) & =\Gamma\left(\frac{1}{2}\right)\prod_{k=0}^{-n-1}\left(\frac{1}{2}+k\right)\\ & =\Gamma\left(\frac{1}{2}\right)\prod_{k=-n}^{-1}\left(\frac{1}{2}+k\right)^{-1}\\ & =\Gamma\left(\frac{1}{2}\right)\prod_{k=0}^{n-1}\left(-\frac{1}{2}-k\right)^{-1}\\ & =\Gamma\left(\frac{1}{2}\right)P^{-1}\left(-\frac{1}{2},n\right)\\ & =\frac{(-1)^{n}2^{2n-1}(n-1)!}{(2n-1)!}\sqrt{\pi} \end{align*}
ページ情報
| タイトル | ガンマ関数の半整数値 |
| URL | https://www.nomuramath.com/oydg4xw1/ |
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ガウスの乗法公式
\[
\Gamma(nz)=\frac{n^{nz-\frac{1}{2}}}{\left(2\pi\right)^{\frac{n-1}{2}}}\prod_{k=0}^{n-1}\Gamma\left(z+\frac{k}{n}\right)
\]
1次式の総乗と階乗
\[
\prod_{k=a}^{b}\left(kn+r\right)=n^{b-a+1}\frac{\left(b+\frac{r}{n}\right)!}{\Gamma\left(a+\frac{r}{n}\right)}
\]
ガンマ関数・ディガンマ関数・ポリガンマ関数の定義
\[
\Gamma(z)=\int_{0}^{\infty}t^{z-1}e^{-t}dt
\]
そのままだとΓ(0)になる積分
\[
\int_{0}^{\infty}\left(x^{-1}e^{-x}-\frac{e^{-nx}}{1-e^{-x}}\right)dx=H_{n-1}-\gamma
\]