这是我的第一篇文章
Γ(x)=∫0∞tx−1e−tdt
被定义为Gamma函数
Gamma函数的几种形式
做代换t=r2,得
Γ(x)=2∫r2x−1e−r2dr
而由分部积分公式
∫0∞tx−1e−tdt=−(e−ttx−1∣∣∣∣∣0∞−(x−1)∫0∞tx−2e−tdt)=(x−1)∫0∞tx−2e−tdt
得
Γ(x)=(x−1)Γ(x−1)
那我们可以得到n为正整数时
Γ(n)=(n−1)!
Beta函数是由两个参变量p,q所决定得瑕积分定义的函数
B(p,q)=∫01xp−1(1−x)q−1dx
Beta函数有以下性质
B(p,q)=B(q,p)
B(p,q)=p+q−1p−1B(p−1,q)
第一个等式是明显的,对于第二个等式,利用分部积分公式我们有
B(p,q)=B(q,p)=q1xq(1−x)p−1∣∣∣∣∣01+qp−1∫xq(1−x)p−2dx=qp−1(B(q,p−1)−B(q,p))
则命题得证!
B函数的其他形式
做代换x=sin2θ,有
B(p,q)=2∫02πcos2p−1θsin2q−1θdθ
做代换x=1+tt,有
B(p,q)=∫0∞(1+x)p+qxq−1dx
Gamma函数和Beta函数之间的关系,我们有下面的等式成立
B(p,q)=Γ(p+q)Γ(p)Γ(q)
等式的证明
Γ(p)Γ(q)=4∫Dx2p−1y2q−1e−x2−y2dxdy
其中D=((x,y):0≤x<∞,0≤y<∞)
利用极坐标代换x=rcosθ,y=rsinθ
Γ(p)Γ(q)=4∫D1r2p+2q−1e−r2cos2p−1θsin2q−1θdθdr=(2∫02πcos2p−1θsin2q−1θdθ)(2∫0∞r2p+2q−1e−r2dr)=B(p,q)Γ(p+q)
则命题得证
余元公式
B(p,1−p)=Γ(p)Γ(1−p)=sinππ
证明如下
考虑围道积分

我们有
∮C=∮Cϵ+∮CR+∫ϵR1+xxp−1dx+∫Rϵ1+x(xe2πi)p−1dx
ϵ→0,R→∞时
由
∮Cϵ1+xxp−1dx≤Cϵmax∣1+xxp−1∣2π∮CR1+xxp−1dx≤CRmax∣1+xxp−1∣2π
知
∮Cϵ=∮CR=0
由留数定理知
∮C=2πiRes(1+zzx−1,−1)
由上式得
∫0∞1+xxsdx=sinpππ