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Niveau Licence Maths 1e ann
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Fonction gamma d'Euler

Posté par
nana21
07-01-11 à 16:59

Bonjour,

Comment montrer que la fonction gamma définie sur R+ est finie?

Merci ^^

Posté par
Narhm
re : Fonction gamma d'Euler 07-01-11 à 17:26

Bonjour,

Tu veux donner un sens à 3$ \rm \Gamma(x)=\Bigint_0^{+\infty} t^{x-1}e^{-t}dt.
Il ne s'agit que d'une intégrale généralisée.

Tu constates que la fonction à intégrer, 3$ \rm f(t)=t^{x-1}e^{-t}, est clairement continue sur ]0,+oo[, ainsi les seuls problèmes de convergence sont aux voisinages de 0 et de +oo.

Que proposes-tu pour montrer que l'intégrale de f converge au voisinage de 0 ? de +oo ?

Posté par
nana21
re : Fonction gamma d'Euler 07-01-11 à 17:28

je pensais passer par le théoreme de continuité des intégrales a parametes ...

Posté par
Narhm
re : Fonction gamma d'Euler 07-01-11 à 17:31

Ce théorème ne dit en aucun cas que l'intégrale à paramètre existe ! C'en est même une hypothèse.

Si tu veux montrer que Gamma(x) est bien définie, il faut revenir aux intégrales généralisées et donc relire mon message.

Posté par
nana21
re : Fonction gamma d'Euler 07-01-11 à 17:33

euh... mais à part calculer l'intégrale, ce qui est impossible je pense, je ne vois pas d'autres solutions...

Posté par
Narhm
re : Fonction gamma d'Euler 07-01-11 à 17:35

Tu connais les intégrales généralisées n'est ce pas ?

Posté par
nana21
re : Fonction gamma d'Euler 07-01-11 à 17:37

c'est un lointain souvenir ^^

Posté par
Narhm
re : Fonction gamma d'Euler 07-01-11 à 17:38

Tu ne te rappelles plus du tout comment on peut montrer qu'une fonction est intégrable sur des intervalles quelconque ?

Posté par
nana21
re : Fonction gamma d'Euler 07-01-11 à 17:39

disons qu'avec l'apprentissage des intégrales de Lebesgues, tout se mélange!

Posté par
Narhm
re : Fonction gamma d'Euler 07-01-11 à 17:55

D'accord, d'accord.
Dans ce cas, il serait peut-être préférable de prendre le temps de relire ton cours d'intégration sur des intervalles quelconques.
La théorie de l'intégrale de Lebesgue est très forte et fournit de beau théorème mais dans la pratique et l'application de ces théorèmes, il est souvent nécessaire de revenir à des intégrales généralisées.

Par exemple, les énoncés suivants fondamentaux et permettent de répondre à ta question initiale  :

Soient 3$ \rm f,g:[a,b[\rightarrow \mathbb{C} sont continues par morceaux (a un réel et b un réel ou +oo ) alors
¤ Si f=O(g) ( respectivement f=o(g)) au voisinage de b et g est intégrable alors f l'est aussi.
¤ Si f\sim g au voisinage de b, alors f est intégrable ssi g l'est.

La fonction 3$ g(t)=\fr{1}{t^\alpha} est
¤ intégrable sur [1,+oo[ ssi \alpha>1
¤ intégrable sur ]0,1] ssi \alpha<1

Posté par
nana21
re : Fonction gamma d'Euler 07-01-11 à 17:58

euh... oui effectivement mais en quoi cela peut il me servir a montrer que l'intégrale est finie (<+oo) ?

Posté par
Narhm
re : Fonction gamma d'Euler 07-01-11 à 18:02

Dire que l'intégrale \Bigint_0^{+\infty} t^{x-1}e^{-t}dt est finie pour tout x>0 signifie que 3$ \rm f(t)=t^{x-1}e^{-t} est intégrable sur ]0,+oo[, par positivité de f.



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