■階乗からガンマ関数へ(その76)
【2】ベータ関数族と3の分割
ベータ関数族は,自然科学や工学の諸分野(とくに確率分布)で用いられる特殊関数です.これらの関数の有限体における類似物はヤコビ和,ガウス和と呼ばれ,整数論において重要な役割を果たしています.
ベータ関数,ガンマ関数,ガウス積分を列挙すれば
B(a,b)=∫(0,1)t^(a-1)(1-t)^(b-1)dt
Γ(a)=∫(0,∞)t^(a-1)exp(-t)dt x>0
∫(-∞,∞)exp(-x^2)dx=√π
となりますが,ベータ関数は2個のベキ関数の積を被積分関数にもち,ガンマ関数では(1-t)^(b-1)がexp(-t)に変わり,さらにガウス積分ではt^(a-1)もなくなり,指数関数の引数が2次式に変わっています.
ベータ関数から極限操作
(1−εt)^1/ε→exp(−t) ε→0
によってガンマ関数を得ることができ,さらにガンマ関数からガウス積分も得られるのです.そして,ベータ関数,ガンマ関数,ガウス積分にはそれぞれ3の分割1+1+1,2+1,3が対応しているのですが,ベータ関数族の背後に3の分割が隠れているというわけです.
関数 分割 分割の長さ パラメータ数
ベータ (1,1,1) 3 2
ガンマ (2,1) 2 1
ガウス (3) 1 0
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