อ่าน 6 นาที
ฟังก์ชันแกมมาผกผัน
ใน ทางคณิตศาสตร์ ฟังก์ชัน แกมมาผกผัน คือ ฟังก์ชัน ที่ Γ( z ) แทน ฟังก์ชันแกมมา เนื่องจากฟังก์ชันแกมมาเป็นฟังก์ชัน เมโรเมอร์ฟิก และไม่เป็นศูนย์ทุกที่ใน ระนาบเชิงซ้อน ฟังก์ชัน...
ฟังก์ชันแกมมาผกผัน


ในทางคณิตศาสตร์ฟังก์ชันแกมมาผกผันคือฟังก์ชัน ที่Γ( z )แทนฟังก์ชันแกมมาเนื่องจากฟังก์ชันแกมมาเป็นฟังก์ชันเมโรเมอร์ฟิกและไม่เป็นศูนย์ทุกที่ในระนาบเชิงซ้อน ฟังก์ชัน ผกผันของมันจึงเป็นฟังก์ชัน เอน ไทร์ ในฐานะที่เป็นฟังก์ชันเอนไทร์ มันจึงมีอันดับ 1 (หมายความว่าlog log | 1/Γ( z ) |เติบโตไม่เร็วกว่าlog | z |) แต่เป็นประเภทอนันต์ (หมายความว่าlog | 1/Γ( z )|เติบโตเร็วกว่าค่าทวีคูณใดๆ ของ| z |เนื่องจากอัตราการเติบโตเป็นสัดส่วนโดยประมาณกับ| z | log | z |ในระนาบครึ่งซ้าย)
บางครั้งค่าผกผันของฟังก์ชันแกมมาถูกใช้เป็นจุดเริ่มต้นในการคำนวณเชิงตัวเลขและมีไลบรารีซอฟต์แวร์บางแห่งที่ให้ค่าผกผันของฟังก์ชันแกมมาแยกต่างหากจากฟังก์ชันแกมมาปกติ
คาร์ล ไวเออร์สตรัสเรียกฟังก์ชันแกมมาผกผันว่า "แฟกทอเรียล" และใช้มันในการพัฒนาทฤษฎีบทการแยกตัวประกอบของไวเออร์สตรัส
การขยายผลิตภัณฑ์อย่างไม่สิ้นสุด
จากนิยาม ผลคูณ อนันต์ของฟังก์ชันแกมมาซึ่งได้มาจากออยเลอร์และไวเออร์สตรัสตามลำดับ เราจะได้การขยายผลคูณอนันต์ต่อไปนี้สำหรับฟังก์ชันแกมมาผกผัน:
โดยที่γ = 0.577216...คือค่าคงที่ออยเลอร์-มาสเชโรนีการขยายอนุกรมเหล่านี้ใช้ได้กับจำนวนเชิงซ้อน z ทุก จำนวน
ซีรี่ส์เทย์เลอร์
การขยาย อนุกรมเทย์เลอร์รอบ0ให้ผลลัพธ์ดังนี้: [ 1 ] โดยที่γคือค่าคงที่ออยเลอร์-มาสเชโรนีสำหรับn > 2สัมประสิทธิ์a nสำหรับ เทอม z nสามารถคำนวณแบบเวียนซ้ำได้ดังนี้[ 2 ] [ 3 ] โดยที่ζคือฟังก์ชันซีตาของรีมันน์การแสดงผลแบบอินทิกรัลสำหรับสัมประสิทธิ์เหล่านี้เพิ่งค้นพบโดย Fekih-Ahmed (2014) เมื่อเร็วๆ นี้: [ 3 ]
สำหรับค่าเล็กๆ จะได้ค่าดังต่อไปนี้:
| n | หนึ่ง |
|---|---|
| 1 | +1.0000000000000000000000000000000000000000 |
| 2 | +0.5772156649015328606065120900824024310422 |
| 3 | −0.6558780715202538810770195151453904812798 |
| 4 | −0.0420026350340952355290039348754298187114 |
| 5 | +0.1665386113822914895017007951021052357178 |
| 6 | −0.0421977345555443367482083012891873913017 |
| 7 | −0.0096219715278769735621149216723481989754 |
| 8 | +0.0072189432466630995423950103404465727099 |
| 9 | −0.0011651675918590651121139710840183886668 |
| 10 | −0.0002152416741149509728157299630536478065 |
| 11 | +0.0001280502823881161861531986263281643234 |
| 12 | −0.0000201348547807882386556893914210218184 |
| 13 | −0.0000012504934821426706573453594738330922 |
| 14 | +0.0000011330272319816958823741296203307449 |
| 15 | −0.0000002056338416977607103450154130020573 |
| 16 | +0.0000000061160951044814158178624986828553 |
| 17 | +0.0000000050020076444692229300556650480600 |
| 18 | −0.0000000011812745704870201445881265654365 |
| 19 | +0.0000000001043426711691100510491540332312 |
| 20 | +0.0000000000077822634399050712540499373114 |
| 21 | −0.0000000000036968056186422057081878158781 |
| 22 | +0.0000000000005100370287454475979015481323 |
| 23 | −0.0000000000000205832605356650678322242954 |
| 24 | −0.0000000000000053481225394230179823700173 |
| 25 | +0.0000000000000012267786282382607901588938 |
| 26 | −0.0000000000000001181259301697458769513765 |
| 27 | +0.0000000000000000011866922547516003325798 |
| 28 | +0.0000000000000000014123806553180317815558 |
| 29 | −0.0000000000000000002298745684435370206592 |
| 30 | +0.0000000000000000000171440632192733743338 |
Fekih-Ahmed (2014) [ 3 ]ยังให้ค่าประมาณสำหรับn ด้วย :
โดยที่z 0 = −1/ n exp ( W −1 (− n ))และW −1คือสาขาแรกด้านลบของฟังก์ชันLambert W
การกระจายอนุกรมเทย์เลอร์รอบ1มีสัมประสิทธิ์เดียวกัน (แต่เลื่อนไป) กล่าวคือ (ส่วนกลับของฟังก์ชันพายของเกาส์ )
การขยายตัวเชิงเส้นกำกับ
เมื่อ| z |เข้าสู่ค่าอนันต์ด้วยค่าคงที่arg( z )เราจะได้ว่า:
การแสดงผลแบบอินทิกรัลตามเส้นโค้ง
การแสดงผลแบบอินทิกรัลของHermann Hankelคือ โดยที่Hคือเส้นโค้ง Hankelซึ่งก็คือเส้นทางที่ล้อมรอบ 0 ในทิศทางบวก เริ่มต้นที่ และกลับไปยังอนันต์บวกโดยคำนึงถึงการตัดกิ่งตามแกนจริงบวก ตามที่ Schmelzer & Trefethen [ 4 ]การประเมินเชิงตัวเลขของอินทิกรัลของ Hankel เป็นพื้นฐานของวิธีการที่ดีที่สุดบางวิธีในการคำนวณฟังก์ชันแกมมา
การแสดงผลแบบอินทิกรัลที่จำนวนเต็มบวก
สำหรับจำนวนเต็มบวกn ≥ 1จะมีอินทิกรัลสำหรับ ฟังก์ชัน แฟกทอเรียล ผกผัน ที่กำหนดโดย[ 5 ]
ในทำนองเดียวกัน สำหรับค่าจริงc > 0และz ∈ C ใดๆ ที่Re( z ) > 0เราจะมีอินทิกรัลต่อไปนี้สำหรับฟังก์ชันแกมมาผกผันตามแกนจริงในรูปแบบ: [ 6 ] โดยกรณีพิเศษเมื่อz = n + 1/2จะให้ความสัมพันธ์ที่สอดคล้องกันสำหรับฟังก์ชัน แฟกทอเรียลคู่ ผกผัน
อินทิกรัลตามแกนจริง
การอินทิเกรตฟังก์ชันแกมมาผกผันตามแกนจริงบวกจะให้ค่า ที่เรียกว่า ค่าคง ที่Fransén–Robinson [ 7 ]
เรามีสูตรต่อไปนี้[ 8 ] : บทที่ 9 แบบฝึกหัด 100
ดูเพิ่มเติม
สรุปเนื้อหา
ข้อมูลสำคัญจากบทความ
ข้อมูลสำคัญเกี่ยวกับ ฟังก์ชันแกมมาผกผัน
ใน ทางคณิตศาสตร์ ฟังก์ชัน แกมมาผกผัน คือ ฟังก์ชัน ที่ Γ( z ) แทน ฟังก์ชันแกมมา เนื่องจากฟังก์ชันแกมมาเป็นฟังก์ชัน เมโรเมอร์ฟิก และไม่เป็นศูนย์ทุกที่ใน ระนาบเชิงซ้อน ฟังก์ชัน...
การขยายผลิตภัณฑ์อย่างไม่สิ้นสุด
จากนิยาม ผลคูณ อนันต์ ของ ฟังก์ชันแกมมา ซึ่งได้มาจาก ออยเลอร์ และ ไวเออร์สตรัส ตามลำดับ เราจะได้การขยายผลคูณอนันต์ต่อไปนี้สำหรับฟังก์ชันแกมมาผกผัน: 1 Γ ( z ) = z ∏ n = 1 ∞ 1 + z n ( 1 + 1 n ) z 1 Γ ( z ) = z อี γ z ∏ n = 1 ∞ ( 1 + z n ) อี − z n...
ซีรี่ส์เทย์เลอร์
การขยาย อนุกรมเทย์เลอร์ รอบ 0 ให้ผลลัพธ์ดังนี้: [ 1 ] โดยที่ γ คือ ค่าคงที่ออยเลอร์-มาสเชโรนี สำหรับ n > 2 สัมประสิทธิ์ a n สำหรับ เทอม z n สามารถคำนวณแบบเวียนซ้ำได้ดังนี้ [ 2 ] [ 3 ] โดยที่ ζ คือ ฟังก์ชันซีตาของรีมันน์...
การขยายตัวเชิงเส้นกำกับ
เมื่อ | z | เข้าสู่ค่าอนันต์ด้วยค่าคงที่ arg( z ) เราจะได้ว่า: ln ( 1 / Γ ( z ) ) ∼ − z ln ( z ) + z + 1 2 ln ( z 2 π ) − 1 12 z + 1 360 z 3 − 1 1260 z 5 for | arg ( z ) | < π {\displaystyle \ln(1/\Gamma (z))\sim -z\ln(z)+z+{\tfrac {1}{2}}\ln...