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2024年5月3日发(作者:)
伽马函数的计算方法
如果需要计算Gamma函数,至少需要一台可以计算定积分的科
学计算器。
根据Gamma函数的定义:
Gamma(s)=int_{0}^{+infty}mathrm{e}^{-x}x^{s-
1}mathrm{d}x (s>0) ,这个积分因为涉及无穷上限,显
然无法在科学计算器上直接计算,因此将积分变量 x 用
mathrm{tan} x 进行换元,得到:
Gamma(s)=int_{0}^{frac{pi}{2}}mathrm{e}^{-
mathrm{tan} x}(mathrm{tan} x)^{s-
1}(1+mathrm{tan}^2x)mathrm{d}x (s>0)
参考文章:
上式可以近似为:
Gamma(s)=int_{0}^{frac{pi}{2}-1times10^{-
10}}mathrm{e}^{-mathrm{tan} x}(mathrm{tan} x)^{s-
1}(1+mathrm{tan}^2x)mathrm{d}x (s>1)
把计算器的角度单位设为弧度,给 s 指定合适的值,输入上
式即可进行计算。
这里以卡西欧的fx-991CN X为例进行计算:
Gamma(1.3)approx0.
Gamma(2.5)approx1.
Gamma(4.6)approx13.
Gamma(6.7)approx413.4075168
fx-991CN X计算出来的结果如下:
可以看出,这些结果精确到10位有效数字以内。
然而,限于科学计算器的计算范围,用上面的方法计算
0 需要把公式改为: Gamma(s)=int_{1times10^{-10}}^{frac{pi}{2}- 1times10^{-10}}mathrm{e}^{-mathrm{tan} x}(mathrm{tan} x)^{s- 1}(1+mathrm{tan}^2x)mathrm{d}x (0 例如计算: Gamma(0.5)=sqrt{pi}approx1. Gamma(0.6)=1. 按照上面的算式则有: 这里我们注意到在 0 么我们还可以根据Gamma函数的性质 Gamma(s+1)=sGamma(s) ,按照前面的方法来计算 0 候的Gamma函数。 例如计算 Gamma(0.6) ,先计算 Gamma(1.6) ,然后再计算 frac{Gamma(1.6)}{0.6} : 这样就得到更精确的结果了。
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