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。
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。
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。推导过程:
令
,得: 。(1)
;(2)
;(3)
。根据斯泰林公式,当P,Q比较大时,我们有近似公式
。(1)令
,则有: 。(2)令
,则有 。(3)考察
,令 ,则有: ,故有:
。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
(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。