复数域中Gamma函数与不完整Gamma函数导数的研究

1 下载量 25 浏览量 更新于2024-08-27 收藏 716KB PDF 举报
"这篇研究论文探讨了非正整数下Gamma函数Γ(α)和不完整Gamma函数Γ(α,z)的导数的一些性质。作者 Zhongfeng Sun 和 Huizeng Qin 提出了一些递归关系,特别是关于Γ(α)和Γ(α,z)的高阶导数的表达式。他们发现Γ(α)的n阶导数在α = -m时可以表示为低阶导数的线性组合,而Γ(α,z)的n阶偏导数可以用Γ(α,z)的低阶偏导数和基本函数的组合来表示。这些结果有助于确定与Γ(α)和Γ(α,z)相关的特殊积分的封闭形式,这些积分可以用Riemann zeta函数和特殊常数来表达。 II. GAMMA FUNCTION AND INCOMPLETE GAMMA FUNCTION Gamma函数Γ(α)是复数α大于零时的积分定义,它是一个重要的特殊函数,在数学和物理中有广泛应用。不完整Gamma函数Γ(α,z)则是一个扩展,允许在复平面上的α值,并通过一个截止点z将积分限制在有限区间内。这两个函数在概率论、统计学和量子场论等领域中扮演着关键角色。 III. DERIVATIVES OF GAMMA AND INCOMPLETE GAMMA FUNCTIONS 对于非正整数α,论文提出了一种递归方法来计算Γ(α)和Γ(α,z)的导数。对于负整数α = -m,Γ(α)的n阶导数dnΓ/dαn可以通过djΓ/dαj(1)(j = 0,1,...,n+1)的线性组合来表示,其中1是Γ(α)的导数在α = 1处的值。类似地,Γ(α,z)的n阶偏导数∂nΓ/∂αn(−m,z)可以表示为∂jΓ/∂αj(1,z)(j = 0,1,...,n+1)的组合以及一些基本函数。这些关系简化了计算这些导数的过程。 IV. SPECIAL INTEGRALS AND RIEMANN ZETA FUNCTION 利用上述结果,作者能够闭合形式地表示与Γ(α)和Γ(α,z)相关的特殊积分。这些积分可以转化为Riemann zeta函数的形式,这是一个极其重要的无穷级数,与许多深奥的数学问题相关。此外,它们还涉及到一些特殊的常数,如圆周率π、自然对数的底e等。 V. HURWITZ ZETA FUNCTION AND DIGAMMA FUNCTION 论文还提到了Hurwitz zeta函数,这是Riemann zeta函数的一个推广,允许实数或复数的非正参数。同时,Digamma函数(即Γ(α)的导数)在解决与Γ(α)相关的问题时也起到了关键作用。通过这些工具,作者能够深入理解非正整数处Gamma函数的性质。 VI. CONCLUSION 该研究为理解和计算非正整数α下的Gamma函数和不完整Gamma函数的导数提供了新的视角和工具。这些成果不仅在纯数学中具有理论价值,而且在处理涉及这些函数的实际问题时也可能具有实用意义,例如在物理建模和工程计算中。 关键词:不完整Gamma函数,Gamma函数,Neutrix极限,Hurwitz zeta函数,Digamma函数。"