Найти предел
\lim_{x\to\infty}x^{\alpha}b(x,\alpha)
если
\alpha > 0

engelsvova engelsvova    3   21.08.2019 00:53    0

Ответы
Matveykaka Matveykaka  05.10.2020 08:20

\Gamma(\alpha)

Пошаговое объяснение:

Определение бета-функции:

\displaystyle B(a,b)=\int_0^1t^{a-1}(1-t)^{b-1}\,dt

Подставляем:

\displaystyle\lim_{x\to\infty}\int_0^1x^\alpha t^{x-1}(1-t)^{\alpha-1}\,dt=\dots

Делаем замену t=u^{1/x}:

\displaystyle\dots=\lim_{x\to\infty}\int_0^1x^\alpha u^{1-1/x}(1-u^{1/x})^{\alpha-1}\frac{u^{1/x}\,du}{ux}=\\=\lim_{x\to\infty}\int_0^1\left[x(1-u^{1/x})\right]^{\alpha-1}\,du=\int_0^1\left[\lim_{x\to\infty}\frac{1-u^{1/x}}{1/x}\right]^{a-1}du=\dots

Посмотрим на предел поближе:

\displaystyle\lim_{x\to\infty}\frac{1-u^{1/x}}{1/x}\right=\lim_{y\to+0}\frac{1-e^{y\ln u}}{y}=-\ln u

Вносить предел под знак интегрирования было можно: легко проверить, что при убывании y функция под знаком предела монотонно стремится к предельной функции, которая непрерывна на (0, 1).

Осталось сделать замену u=e^{-v} и получится определение гамма-функции:

\displaystyle\dots=\int_0^1\left[-\ln u\right]^{a-1}du=\int_0^\infty v^{a-1}e^{-v}\,dv

ПОКАЗАТЬ ОТВЕТЫ
Другие вопросы по теме Математика