問題2の各値を求める問題です。 1. $\Gamma(6)$

解析学ガンマ関数ベータ関数積分
2025/7/24

1. 問題の内容

問題2の各値を求める問題です。

1. $\Gamma(6)$

2. $\frac{\Gamma(6)}{\Gamma(3)}$

3. $\frac{\Gamma(3.5)}{\Gamma(1.5)}$

4. $\frac{\Gamma(4)\Gamma(3.5)}{\Gamma(5.5)}$

5. $B(\frac{3}{2}, 2)$

2. 解き方の手順

1. $\Gamma(6)$

Γ(n+1)=nΓ(n)\Gamma(n+1) = n\Gamma(n) の公式を利用します。
Γ(6)=5Γ(5)=54Γ(4)=543Γ(3)=5432Γ(2)=54321Γ(1)=5!=120\Gamma(6) = 5\Gamma(5) = 5 \cdot 4\Gamma(4) = 5 \cdot 4 \cdot 3\Gamma(3) = 5 \cdot 4 \cdot 3 \cdot 2\Gamma(2) = 5 \cdot 4 \cdot 3 \cdot 2 \cdot 1\Gamma(1) = 5! = 120

2. $\frac{\Gamma(6)}{\Gamma(3)}$

Γ(6)=120\Gamma(6) = 120 であることと、Γ(3)=2!=2\Gamma(3) = 2! = 2 であることから、Γ(6)Γ(3)=1202=60\frac{\Gamma(6)}{\Gamma(3)} = \frac{120}{2} = 60

3. $\frac{\Gamma(3.5)}{\Gamma(1.5)}$

Γ(n+1)=nΓ(n)\Gamma(n+1) = n\Gamma(n) を利用して、
Γ(3.5)=2.5Γ(2.5)=2.51.5Γ(1.5)\Gamma(3.5) = 2.5\Gamma(2.5) = 2.5 \cdot 1.5\Gamma(1.5)
Γ(3.5)Γ(1.5)=2.51.5Γ(1.5)Γ(1.5)=2.51.5=5232=154=3.75\frac{\Gamma(3.5)}{\Gamma(1.5)} = \frac{2.5 \cdot 1.5\Gamma(1.5)}{\Gamma(1.5)} = 2.5 \cdot 1.5 = \frac{5}{2} \cdot \frac{3}{2} = \frac{15}{4} = 3.75
しかし、画像では異なる計算をしているようです。
Γ(3.5)=52Γ(52)=5232Γ(32)\Gamma(3.5) = \frac{5}{2} \Gamma(\frac{5}{2}) = \frac{5}{2} \frac{3}{2} \Gamma(\frac{3}{2})
Γ(1.5)=12Γ(12)\Gamma(1.5) = \frac{1}{2} \Gamma(\frac{1}{2})
Γ(3.5)Γ(1.5)=5232Γ(32)12Γ(12)=152Γ(32)Γ(12)\frac{\Gamma(3.5)}{\Gamma(1.5)} = \frac{\frac{5}{2} \frac{3}{2} \Gamma(\frac{3}{2})}{\frac{1}{2} \Gamma(\frac{1}{2})} = \frac{15}{2} \frac{\Gamma(\frac{3}{2})}{\Gamma(\frac{1}{2})}
Γ(32)=12Γ(12)\Gamma(\frac{3}{2}) = \frac{1}{2} \Gamma(\frac{1}{2})
Γ(3.5)Γ(1.5)=154\frac{\Gamma(3.5)}{\Gamma(1.5)} = \frac{15}{4}

4. $\frac{\Gamma(4)\Gamma(3.5)}{\Gamma(5.5)}$

Γ(4)=3!=6\Gamma(4) = 3! = 6
Γ(3.5)=52Γ(52)=5232Γ(32)=154Γ(32)=154π2\Gamma(3.5) = \frac{5}{2} \Gamma(\frac{5}{2}) = \frac{5}{2} \frac{3}{2} \Gamma(\frac{3}{2}) = \frac{15}{4} \Gamma(\frac{3}{2}) = \frac{15}{4} \frac{\sqrt{\pi}}{2}
Γ(5.5)=94532π\Gamma(5.5) = \frac{945}{32} \sqrt{\pi}
Γ(4)Γ(3.5)Γ(5.5)=6154π294532π=6153242945=28807560=410.5=821\frac{\Gamma(4) \Gamma(3.5)}{\Gamma(5.5)} = \frac{6 \frac{15}{4} \frac{\sqrt{\pi}}{2}}{\frac{945}{32} \sqrt{\pi}} = \frac{6 \cdot 15 \cdot 32}{4 \cdot 2 \cdot 945} = \frac{2880}{7560} = \frac{4}{10.5} = \frac{8}{21}

5. $B(\frac{3}{2}, 2)$

B(x,y)=Γ(x)Γ(y)Γ(x+y)B(x,y) = \frac{\Gamma(x)\Gamma(y)}{\Gamma(x+y)} の公式を利用します。
B(32,2)=Γ(32)Γ(2)Γ(32+2)=Γ(32)Γ(2)Γ(72)=12Γ(12)1!52Γ(52)=12π523212π=12158=12815=415B(\frac{3}{2}, 2) = \frac{\Gamma(\frac{3}{2})\Gamma(2)}{\Gamma(\frac{3}{2}+2)} = \frac{\Gamma(\frac{3}{2})\Gamma(2)}{\Gamma(\frac{7}{2})} = \frac{\frac{1}{2}\Gamma(\frac{1}{2}) \cdot 1!}{\frac{5}{2}\Gamma(\frac{5}{2})} = \frac{\frac{1}{2}\sqrt{\pi}}{\frac{5}{2} \frac{3}{2}\frac{1}{2}\sqrt{\pi}} = \frac{\frac{1}{2}}{\frac{15}{8}} = \frac{1}{2} \cdot \frac{8}{15} = \frac{4}{15}

3. 最終的な答え

1. $\Gamma(6) = 120$

2. $\frac{\Gamma(6)}{\Gamma(3)} = 60$

3. $\frac{\Gamma(3.5)}{\Gamma(1.5)} = \frac{15}{4}$

4. $\frac{\Gamma(4)\Gamma(3.5)}{\Gamma(5.5)} = \frac{8}{21}$

5. $B(\frac{3}{2}, 2) = \frac{4}{15}$

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