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Γ(1/2)の値を求める [微分積分]

Γ(1/2)の値を求める

 

 

ガンマ関数

  

nが自然数のとき、ガンマ関数の値は

  

となるが、これだけでは、応用上、何かと不便なので、ガンマ関数の値

  

を求めることにする。

 

ガンマ関数の定義式(1)より、

  

x=t²とし置換積分すると、x=0にはt=0x=∞にはt=∞が対応し、また、だから、

   

となるので、これは広義積分

  

の値を求める問題に帰着することができ、

  

になる。

 

2重積分の広義積分を用いると、

  g-000.png

であるから、

  g-001.png

x=rcosθy=rsinθと置き、極座標変換すると

  

となるので、

  

したがって、

  

と求めることができる。

 

なのですが、

以下、

前回、証明したウォリスの公式を

  

を用いて、Γ(1/2)=√πを求める方法を紹介することにする。

 

 

問題 を次の順に示せ。

【解】

(1) x≧0とし、0≦t≦xとすると、は減少関数だから、

  

したがって、

  

左辺と中辺より、

  

中辺と右辺より

  

したがって、

  

 

(2) x=√ntとし、置換積分すると、dx=√ndtだから

  g-006.png

 

(3) (1)より

  

したがって、

  g-007.png

t=tanθとおくと、

  

また、

  

なので、

  

また、nが偶数のとき

  g-009.png

だから、

  

 

(4) だから、

  

また、(1)より

  

したがって、

  

t=sinθと置き、置換積分すると、dt=cosθdθだから、

  

したがって、

  

 

(5) (3)と(4)より

  

また、ウォリスの公式より

  


したがって、ハサミ打ちの定理より

  

(解答終)

 

よって、

  

 

ガンマ関数の公式

  

を用いると、

  g-015.png

したがって、一般に、

  

ただし、0!=1とする。

 

 


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お前らに質問(12月1日 不等式) [お前らに質問]

お前らに質問(12月1日 不等式)

 

 

ものすごく初歩的な内容なのだけれど、お前ら、次の不等式をどうやって解くにゃ。

  

【解答(?)】

x+1>0のとき、⑨の両辺にx+1を掛けると、

  

x+1<0のとき、⑨の両辺にx+1を掛けると、

  

よって、解は(・・?

【解答(?)終】

 

これは一体どういうことだ!!

困ったケロね〜(^^)

 

というわけで、この難解な不等式⑨をお前らに解いてもらおうじゃないか。

 

 

 

不等式

  

の解は、難しすぎるかもしれないので、方程式

  

の場合はどうケロか?

 

x+1を両辺に掛けると、

  

もしこれが成立するならば、

  

となり、自然数はすべて0に等しいという新事実を発見!!ということになるにゃ(笑)。

 

まぁ、⑨²の場合、方程式

  

が解を持つとすると、0=1となり、矛盾するので、方程式⑨²は解を持たない、つまり、

  

ということになるのですがね。

 

 

 


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