MCP рдХреЗ рдорд╛рдзреНрдпрдо рд╕реЗ рдХрдиреЗрдХреНрдЯ рдХрд░реЗрдВ тЖТ

рдЧрдгрдирд╛ рджрд░реНрдЬ рдХрд░реЗрдВ

рд╕реВрддреНрд░ (рдлреЙрд░реНрдореВрд▓рд╛)

рд╡рд┐рдЬреНрдЮрд╛рдкрди

рдкрд░рд┐рдгрд╛рдо

рдЧрд╛рдорд╛ рдлрд▓рди рдХрд╛ рдорд╛рди
3.32335097044784
╬У(a) for a = 3.5
рдЪрд░ a 3.5
╬У(a) 3.32335097044784
рд╡рд┐рдзрд┐ Lanczos рд╕рдиреНрдирд┐рдХрдЯрди (g = 7)

рдЧрд╛рдорд╛ рдлрд▓рди рдХреНрдпрд╛ рд╣реИ?

рдЧрд╛рдорд╛ рдлрд▓рди, рдЬрд┐рд╕реЗ \(\Gamma(a)\) рд▓рд┐рдЦрд╛ рдЬрд╛рддрд╛ рд╣реИ, рдлреИрдХреНрдЯреЛрд░рд┐рдпрд▓ рдХрд╛ рд╡рд╛рд╕реНрддрд╡рд┐рдХ (рдФрд░ рд╕рдореНрдорд┐рд╢реНрд░) рд╕рдВрдЦреНрдпрд╛рдУрдВ рддрдХ рд╕рддрдд рд╡рд┐рд╕реНрддрд╛рд░ рд╣реИред рдХрд┐рд╕реА рдзрдирд╛рддреНрдордХ рдкреВрд░реНрдгрд╛рдВрдХ n рдХреЗ рд▓рд┐рдП рдпрд╣ \(\Gamma(n) = (n-1)!\) рдХреЛ рд╕рдВрддреБрд╖реНрдЯ рдХрд░рддрд╛ рд╣реИ, рдЗрд╕рд▓рд┐рдП \(\Gamma(5) = 4! = 24\) рд╣реЛрддрд╛ рд╣реИред рдзрдирд╛рддреНрдордХ рд╡рд╛рд╕реНрддрд╡рд┐рдХ рднрд╛рдЧ рд╡рд╛рд▓реЗ рдХрд┐рд╕реА рд╡рд╛рд╕реНрддрд╡рд┐рдХ a рдХреЗ рд▓рд┐рдП рдЗрд╕реЗ рдЗрд╕ рдЕрдиреБрдЪрд┐рдд рд╕рдорд╛рдХрд▓ рд╕реЗ рдкрд░рд┐рднрд╛рд╖рд┐рдд рдХрд┐рдпрд╛ рдЬрд╛рддрд╛ рд╣реИ: $$\Gamma\!\left(a\right) = \int_{0}^{\infty} t^{\,a - 1}\, e^{-t}\, dt$$ рдЖрдкрдХреЗ рджреНрд╡рд╛рд░рд╛ рджрд░реНрдЬ рдХрд┐рдП рдЧрдП рдХрд┐рд╕реА рднреА рд╡рд╛рд╕реНрддрд╡рд┐рдХ a рдХреЗ рд▓рд┐рдП рдпрд╣ рдХреИрд▓рдХреБрд▓реЗрдЯрд░ \(\Gamma(a)\) рдХрд╛ рдорд╛рди рджреЗрддрд╛ рд╣реИред

Smooth curve of the Gamma function plotted against the argument a, showing factorial-like growth and poles at non-positive integers
The Gamma function ╬У(a) extends the factorial to non-integer arguments, with poles at 0 and negative integers.

рдЗрд╕ рдХреИрд▓рдХреБрд▓реЗрдЯрд░ рдХрд╛ рдЙрдкрдпреЛрдЧ рдХреИрд╕реЗ рдХрд░реЗрдВ

"рд╡рд╛рд╕реНрддрд╡рд┐рдХ рдЪрд░ a" рд╡рд╛рд▓реЗ рдмреЙрдХреНрд╕ рдореЗрдВ рд╡рд╛рд╕реНрддрд╡рд┐рдХ рдорд╛рди a рдЯрд╛рдЗрдк рдХрд░реЗрдВ рдФрд░ рдЪреБрдиреЗрдВ рдХрд┐ рдкрд░рд┐рдгрд╛рдо рдХрд┐рддрдиреЗ рджрд╢рдорд▓рд╡ рд╕реНрдерд╛рдиреЛрдВ рддрдХ рджрд┐рдЦрд╛рдирд╛ рд╣реИред рд╕рдорд╛рдХрд▓ рдлрд▓рди \(t^{a-1}e^{-t}\) рдФрд░ 0 рд╕реЗ рдЕрдирдВрдд рддрдХ рдХреА рд╕реАрдорд╛рдПрдБ рдкрд░рд┐рднрд╛рд╖рд╛ рд╕реЗ рддрдп рд╣реИрдВ, рдЗрд╕рд▓рд┐рдП рдЖрдкрдХреЛ рдХреЗрд╡рд▓ a рджреЗрдирд╛ рд╣реИред рдЯреВрд▓ \(\Gamma(a)\) рдмрддрд╛рддрд╛ рд╣реИред рдпрджрд┐ рдЖрдк a = 0 рдпрд╛ рдХреЛрдИ рдЛрдгрд╛рддреНрдордХ рдкреВрд░реНрдгрд╛рдВрдХ рджрд░реНрдЬ рдХрд░рддреЗ рд╣реИрдВ, рддреЛ рдпрд╣ "рдЕрдкрд░рд┐рднрд╛рд╖рд┐рдд" рджрд┐рдЦрд╛рддрд╛ рд╣реИ, рдХреНрдпреЛрдВрдХрд┐ рд╡рд╣рд╛рдБ рдЧрд╛рдорд╛ рдлрд▓рди рдХрд╛ рдзреНрд░реБрд╡ (pole) рд╣реЛрддрд╛ рд╣реИред

рд╕реВрддреНрд░ рдХреА рд╡реНрдпрд╛рдЦреНрдпрд╛

рд╣рд░ рдмрд╛рд░ рд╕рдорд╛рдХрд▓ рдХреЛ рд╕рдВрдЦреНрдпрд╛рддреНрдордХ рд░реВрдк рд╕реЗ рд╣рд▓ рдХрд░рдиреЗ рдХреЗ рдмрдЬрд╛рдп, рдпрд╣ рдХреИрд▓рдХреБрд▓реЗрдЯрд░ Lanczos рд╕рдиреНрдирд┐рдХрдЯрди (g = 7, рдиреМ рдЧреБрдгрд╛рдВрдХ) рдХрд╛ рдЙрдкрдпреЛрдЧ рдХрд░рддрд╛ рд╣реИ, рдЬреЛ рд╕рдорд╛рдХрд▓ рдХреЗ рдорд╛рди рдХреЛ рд▓рдЧрднрдЧ 15 рд╕рд╛рд░реНрдердХ рдЕрдВрдХреЛрдВ рддрдХ рдкреБрдирдГ рдЙрддреНрдкрдиреНрди рдХрд░рддрд╛ рд╣реИред рдЬрдм \(a \le 0.5\) рд╣реЛ, рддреЛ рдпрд╣ рдкрд╣рд▓реЗ рдкреНрд░рддрд┐рдмрд┐рдВрдм рд╕реВрддреНрд░ \(\Gamma(a)\cdot\Gamma(1-a) = \pi/\sin(\pi a)\) рд▓рд╛рдЧреВ рдХрд░рддрд╛ рд╣реИ, рдЬреЛ рдЪрд░ рдХреЛ рд╕реБрд╕реНрдерд╛рдкрд┐рдд рдХреНрд╖реЗрддреНрд░ рдореЗрдВ рдкрд░рд╛рд╡рд░реНрддрд┐рдд рдХрд░ рджреЗрддрд╛ рд╣реИ рдФрд░ рдЧреИрд░-рдкреВрд░реНрдгрд╛рдВрдХ рдЛрдгрд╛рддреНрдордХ рдЪрд░реЛрдВ рдкрд░ рдкрд░рд┐рдорд┐рдд (рдХрднреА-рдХрднреА рдЛрдгрд╛рддреНрдордХ) рдорд╛рди рднреА рджреЗрддрд╛ рд╣реИред

Shaded area under the curve of the integrand t to the power a minus 1 times e to the minus t from zero to infinity
╬У(a) equals the area under the integrand tс╡ГтБ╗┬╣eтБ╗с╡Ч from 0 to infinity.

рд╣рд▓ рдХрд┐рдпрд╛ рдЧрдпрд╛ рдЙрджрд╛рд╣рд░рдг

рдорд╛рди рд▓реАрдЬрд┐рдП a = 3.5ред рдкреБрдирд░рд╛рд╡реГрддреНрддрд┐ рд╕реВрддреНрд░ \(\Gamma(a) = (a-1)\cdot\Gamma(a-1)\) рдХрд╛ рдЙрдкрдпреЛрдЧ рдХрд░рддреЗ рд╣реБрдП: $$\Gamma(3.5) = 2.5 \cdot 1.5 \cdot 0.5 \cdot \Gamma(0.5) = 1.875 \cdot \sqrt{\pi} = 1.875 \cdot 1.7724538509 \approx 3.3233509704$$ рдХреИрд▓рдХреБрд▓реЗрдЯрд░ рднреА рдпрд╣реА рдорд╛рди рджреЗрддрд╛ рд╣реИред

рдЕрдХреНрд╕рд░ рдкреВрдЫреЗ рдЬрд╛рдиреЗ рд╡рд╛рд▓реЗ рдкреНрд░рд╢реНрди

\(\Gamma(0)\) рдЕрдкрд░рд┐рднрд╛рд╖рд┐рдд рдХреНрдпреЛрдВ рд╣реИ? рдпрд╣ рд╕рдорд╛рдХрд▓ рдЕрдкрд╕рд░рд┐рдд (diverge) рд╣реЛ рдЬрд╛рддрд╛ рд╣реИ рдФрд░ рдлрд▓рди рдХрд╛ 0 рддрдерд╛ рд╣рд░ рдЛрдгрд╛рддреНрдордХ рдкреВрд░реНрдгрд╛рдВрдХ рдкрд░ рдПрдХ рд╕рд░рд▓ рдзреНрд░реБрд╡ рд╣реЛрддрд╛ рд╣реИ, рдЗрд╕рд▓рд┐рдП рдорд╛рди рдЕрдирдВрдд рд╣реЛ рдЬрд╛рддрд╛ рд╣реИред

\(\Gamma(0.5)\) рдХрд┐рддрдирд╛ рд╣реЛрддрд╛ рд╣реИ? рдареАрдХ \(\sqrt{\pi} \approx 1.7724538509\), рдЬреЛ рдЧрд╛рдЙрд╕реАрдп рд╕рдорд╛рдХрд▓ рд╕реЗ рдЬреБрдбрд╝рд╛ рдПрдХ рдкреНрд░рд╕рд┐рджреНрдз рдкрд░рд┐рдгрд╛рдо рд╣реИред

рдкрд░рд┐рдгрд╛рдо рдХрд┐рддрдирд╛ рд╕рдЯреАрдХ рд╣реИ? рд╕рд╛рдорд╛рдиреНрдп рдЪрд░реЛрдВ рдХреЗ рд▓рд┐рдП Lanczos рд╕рдиреНрдирд┐рдХрдЯрди рд▓рдЧрднрдЧ 15 рдЕрдВрдХреЛрдВ рддрдХ рд╕рдЯреАрдХ рд╣реЛрддрд╛ рд╣реИ, рдЬреЛ рд▓рдЧрднрдЧ рд╣рд░ рдЕрдиреБрдкреНрд░рдпреЛрдЧ рдХреЗ рд▓рд┐рдП рдкрд░реНрдпрд╛рдкреНрдд рд╕реЗ рдЕрдзрд┐рдХ рд╣реИред

рдЕрдВрддрд┐рдо рдЕрдкрдбреЗрдЯ: