المرجع الالكتروني للمعلوماتية
المرجع الألكتروني للمعلوماتية

الرياضيات
عدد المواضيع في هذا القسم 9761 موضوعاً
تاريخ الرياضيات
الرياضيات المتقطعة
الجبر
الهندسة
المعادلات التفاضلية و التكاملية
التحليل
علماء الرياضيات

Untitled Document
أبحث عن شيء أخر المرجع الالكتروني للمعلوماتية


Digamma Function  
  
2699   03:29 مساءً   date: 20-8-2018
Author : Allouche, J.-P.
Book or Source :
Page and Part : ...


Read More
Date: 23-8-2018 1715
Date: 3-9-2019 1717
Date: 11-6-2019 1087

Digamma Function

Digamma

DigammaReImAbs
 
 
  Min   Max    
  Re    
  Im      

A special function which is given by the logarithmic derivative of the gamma function (or, depending on the definition, the logarithmic derivative of the factorial).

Because of this ambiguity, two different notations are sometimes (but not always) used, with

(1)

defined as the logarithmic derivative of the gamma function Gamma(z), and

(2)

defined as the logarithmic derivative of the factorial function. The two are connected by the relationship

(3)

The nth derivative of Psi(z) is called the polygamma function, denoted psi_n(z). The notation

(4)

is therefore frequently used for the digamma function itself, and Erdélyi et al. (1981) use the notation psi(z) for Psi(z). The digamma function  is returned by the function PolyGamma[z] or PolyGamma[0, z] in the Wolfram Language, and typeset using the notation .

The digamma function arises in simple sums such as

=

(5)

=

(6)

where Phi(z,s,a) is a Lerch transcendent.

Special cases are given by

= ln2

(7)

= 1/4pi

(8)

=

(9)

=

(10)

Gauss's digamma theorem states that

(11)

(Allouche 1992, Knuth 1997, p. 94).

An asymptotic series for the digamma function is given by

∼

(12)

=

(13)

=

(14)

=

(15)

=

(16)

where gamma is the Euler-Mascheroni constant and B_(2n) are Bernoulli numbers.

The digamma function satisfies

(17)

For integer z=n,

(18)

where gamma is the Euler-Mascheroni constant and H_n is a harmonic number.

Other identities include

(19)

(20)

(21)

(22)

Special values are

psi_0(1/2) = -gamma-2ln2

(23)

psi_0(1) = -gamma.

(24)

At integer values,

psi_0(n) = -gamma+sum_(k=1)^(n-1)1/k

(25)

= -gamma+H_(n-1)

(26)

(Derbyshire 2004, p. 58), and at half-integral values,

psi_0(1/2+n) =

(27)

=

(28)

where H_n is a harmonic number.

It is given by the unit square integral

(29)

for u>0 (Guillera and Sondow 2005). Plugging in u=1 gives a special case involving the Euler-Mascheroni constant.

The series for  is given by

(30)

A logarithmic series is given by

(31)

(Guillera and Sondow 2005).

A surprising identity that arises from the FoxTrot series is given by

(32)


REFERENCES:

Abramowitz, M. and Stegun, I. A. (Eds.). "Psi (Digamma) Function." §6.3 in Handbook of Mathematical Functions with Formulas, Graphs, and Mathematical Tables, 9th printing. New York: Dover, pp. 258-259, 1972.

Allouche, J.-P. "Series and Infinite Products related to Binary Expansions of Integers." 1992. http://algo.inria.fr/seminars/sem92-93/allouche.ps.

Arfken, G. "Digamma and Polygamma Functions." §10.2 in Mathematical Methods for Physicists, 3rd ed. Orlando, FL: Academic Press, pp. 549-555, 1985.

Boros, G. and Moll, V. "The Psi Function." §10.11 in Irresistible Integrals: Symbolics, Analysis and Experiments in the Evaluation of Integrals. Cambridge, England: Cambridge University Press, pp. 212-215, 2004.

Derbyshire, J. Prime Obsession: Bernhard Riemann and the Greatest Unsolved Problem in Mathematics. New York: Penguin, 2004.

Erdélyi, A.; Magnus, W.; Oberhettinger, F.; and Tricomi, F. G. "The psi Function." §1.7 in Higher Transcendental Functions, Vol. 1.New York: Krieger, pp. 15-20, 1981.

Guillera, J. and Sondow, J. "Double Integrals and Infinite Products for Some Classical Constants Via Analytic Continuations of Lerch's Transcendent." 16 June 2005 http://arxiv.org/abs/math.NT/0506319.

Havil, J. Gamma: Exploring Euler's Constant. Princeton, NJ: Princeton University Press, 2003.

Jeffreys, H. and Jeffreys, B. S. "The Digamma (F) and Trigamma () Functions." Methods of Mathematical Physics, 3rd ed.Cambridge, England: Cambridge University Press, pp. 465-466, 1988.

Knuth, D. E. The Art of Computer Programming, Vol. 1: Fundamental Algorithms, 3rd ed. Reading, MA: Addison-Wesley, 1997.

Spanier, J. and Oldham, K. B. "The Digamma Function psi(x)." Ch. 44 in An Atlas of Functions. Washington, DC: Hemisphere, pp. 423-434, 1987.




الجبر أحد الفروع الرئيسية في الرياضيات، حيث إن التمكن من الرياضيات يعتمد على الفهم السليم للجبر. ويستخدم المهندسون والعلماء الجبر يومياً، وتعول المشاريع التجارية والصناعية على الجبر لحل الكثير من المعضلات التي تتعرض لها. ونظراً لأهمية الجبر في الحياة العصرية فإنه يدرّس في المدارس والجامعات في جميع أنحاء العالم. ويُعجب الكثير من الدارسين للجبر بقدرته وفائدته الكبيرتين، إذ باستخدام الجبر يمكن للمرء أن يحل كثيرًا من المسائل التي يتعذر حلها باستخدام الحساب فقط.وجاء اسمه من كتاب عالم الرياضيات والفلك والرحالة محمد بن موسى الخورازمي.


يعتبر علم المثلثات Trigonometry علماً عربياً ، فرياضيو العرب فضلوا علم المثلثات عن علم الفلك كأنهما علمين متداخلين ، ونظموه تنظيماً فيه لكثير من الدقة ، وقد كان اليونان يستعملون وتر CORDE ضعف القوسي قياس الزوايا ، فاستعاض رياضيو العرب عن الوتر بالجيب SINUS فأنت هذه الاستعاضة إلى تسهيل كثير من الاعمال الرياضية.

تعتبر المعادلات التفاضلية خير وسيلة لوصف معظم المـسائل الهندسـية والرياضـية والعلمية على حد سواء، إذ يتضح ذلك جليا في وصف عمليات انتقال الحرارة، جريان الموائـع، الحركة الموجية، الدوائر الإلكترونية فضلاً عن استخدامها في مسائل الهياكل الإنشائية والوصف الرياضي للتفاعلات الكيميائية.
ففي في الرياضيات, يطلق اسم المعادلات التفاضلية على المعادلات التي تحوي مشتقات و تفاضلات لبعض الدوال الرياضية و تظهر فيها بشكل متغيرات المعادلة . و يكون الهدف من حل هذه المعادلات هو إيجاد هذه الدوال الرياضية التي تحقق مشتقات هذه المعادلات.