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ガンマ関数(極・留数・反射公式)

2026年10月15日1分で読めますAI生成教科書『基礎理論』第7章 複素数・初等関数の値と多価性(基本の小問集)

AI 生成・木下が未勉強

応用数学入門 第7章 §7.4 ★★ Res⁡z=−nΓ=(−1)n/n!\operatorname{Res}_{z=-n}\Gamma=(-1)^n/n! と反射公式 Γ(z)Γ(1−z)=π/sin⁡πz\Gamma(z)\Gamma(1-z)=\pi/\sin\pi z

要点

Γ(z)=∫0∞e−ttz−1 ⁣dt\Gamma(z)=\displaystyle\int_0^\infty\mathrm{e}^{-t}t^{z-1}\mathop{}\!\mathrm{d} t(Re⁡z>0\operatorname{Re} z>0)は関数等式 Γ(z+1)=z Γ(z)\Gamma(z+1)=z\,\Gamma(z) で全平面に解析接続され、z=0,−1,−2,…z=0,-1,-2,\dots に単純極をもつ(それ以外で正則、零点なし)。留数は Res⁡z=−nΓ=(−1)nn!\operatorname{Res}_{z=-n}\Gamma=\dfrac{(-1)^n}{n!}(とくに Res⁡z=0Γ=1\operatorname{Res}_{z=0}\Gamma=1)。反射公式:Γ(z)Γ(1−z)=πsin⁡(πz)\Gamma(z)\Gamma(1-z)=\dfrac{\pi}{\sin(\pi z)}。

留数の計算(極位数の判定と公式)と、積分路の選び方(単位円・上半円・鍵穴・級数用の正方形)を
型ごとに手が覚えれば、第1–7回の計算問題は確実に得点できる。
漸近展開・鞍点法は『鞍点法』教材、Fourier・Laplace は『フーリエ解析とラプラス変換』教材へ。

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