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贝塔函数

发布时间:2023-09-14 18:46:31

在概率统计和其他应用学科中会经常用到伽玛函数和贝塔函数,有的反常积分的计算最后也会归结为贝塔函数或伽玛函数。贝塔函数又称为 B 函数,需要注意这里 B 是大写希腊字母Beta而不是大写英文字母;贝塔函数又称为第一类欧拉积分,而第二类欧拉积分就是大名鼎鼎的伽玛函数Γ(x)。当P>0且Q>0时贝塔函数收敛。贝塔函数具有很好的性质,以及实用的递推公式,另外需要注意的是伽玛函数和贝塔函数之间的关系。

贝塔函数介绍

在概率统计和其他应用学科中会经常用到伽玛函数和贝塔函数,有的反常积分的计算最后也会归结为贝塔函数或伽玛函数。贝塔函数又称为 B 函数,需要注意这里 B 是大写希腊字母Beta而不是大写英文字母;贝塔函数又称为第一类欧拉积分,而第二类欧拉积分就是大名鼎鼎的伽玛函数Γ(x)。当P>0且Q>0时贝塔函数收敛。贝塔函数具有很好的性质,以及实用的递推公式,另外需要注意的是伽玛函数和贝塔函数之间的关系。

贝塔函数

贝塔函数贝塔函数简介

在概率统计和其他应用学科中会经常用到伽玛函数和贝塔函数,有的反常积分的计算最后也会归结为贝塔函数或伽玛函数。贝塔函数又称为第一类欧拉积分,伽玛函数也可称为第二类欧拉积分。

对任意实数

称该函数为贝塔函数,或 Beta 函数,B 函数。

当P<1 时,是以

为瑕点的无界函数反常积分;当

时,是以

为瑕点的无界函数反常积分,应用柯西判别法可证得当

时,这两个无界函数反常积分都收敛,所以贝塔函数的定义域为

贝塔函数贝塔函数性质

贝塔函数连续性

贝塔函数在定义域

内连续。

证明:由于对任何

成立不等式

,而积分

收敛,故由魏尔斯特拉斯 M 判别法可知贝塔函数在定义域

内连续。

贝塔函数对称性

推导过程:

,得:

贝塔函数递推公式

(1)

贝塔函数

(2)

(3)

贝塔函数近似公式

根据斯泰林公式,当P,Q比较大时,我们有近似公式

贝塔函数其他形式

(1)令

,则有:

(2)令

,则有

(3)考察

,令

,则有:

故有:

贝塔函数与其它函数

与伽玛函数的关系

(1)对于任意的正实数

,有关系表达式:

(2)当P、Q都是正整数时,我们可以将结果写成

,其中

是二项式系数。

(3)

与不完全贝塔函数关系

贝塔函数

(1)

,很显然当 x 取1时,结果就变成完全的贝塔函数了。

(2)不完全贝塔函数和对应贝塔函数的比值

构成了归一化的贝塔函数。而它正好是满足贝塔分布的随机变量的分布函数。

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