実数ガンマ関数 Γ(a) を計算

使い方

1. 有限な実数aを入力し、有限値の宣言範囲と定義域を満たすことを確認します。
2. aが非正整数の極またはその極近傍でないことを確認してから「計算する」を押し、実数ガンマ関数Γ(a)の値を表示します。
3. 整数階乗との関係や反射公式の既知値と照らし、符号、桁、極や飽和への近さを読み取ります。
4. 再利用するときは入力値、表示桁、確認日、実数枝という条件も一緒に保存します。

計算式・考え方

a≥1/2ではg=7、9係数のLanczos近似でlog Γ(a)を求めます。a<1/2ではΓ(a)=π/[sin(πa)Γ(1-a)]を使い、符号とlog|Γ(a)|を分けてから有限値へ戻します。

注意事項

• 実数ガンマ関数Γ(a)は、階乗を実数へ延長するΓ(a)=∫0∞ t^(a-1)e^(-t)dtを実数枝で評価する関数です。このページは一つまたは二つの実数入力から一つの実数値を返すスカラー計算に限定しています。グラフ、複素数、数列の一括生成は扱わず、入力した一点の値と定義域を落ち着いて確認するためのページです。
• 採用した数式は、Γ(a+1)=aΓ(a)と反射公式Γ(a)Γ(1-a)=π/sin(πa)をLanczosの対数形へ組み合わせます。表示直前だけで丸め、内部ではJavaScriptとPythonが共通に扱えるIEEE 754倍精度の有限値を保ちます。式を表計算へ転記するときも、括弧、指数、定数の位置を変えないでください。
• 入力範囲は、aを-50.5以上171以下とし、0、-1、-2などの非正整数および距離1e-8未満の極近傍を除きます。数学的な定義域そのものより狭い場合は、関数を別物へ縮約したのではなく、有限な倍精度結果をブラウザで再現できる契約として上限と下限を設けています。空欄、文字、NaN、無限大、範囲外の数は計算前に拒否します。
• 数値安定性については、絶対値の対数と符号を別々に求め、負側ではsin(πa)を含む反射公式、大きな正側では対数Lanczos式を使います。単純な教科書式をそのまま評価すると、近い大きな数の差、指数オーバーフロー、ゼロ除算が起こる場所があります。この実装は条件分岐を遅延評価し、選ばれなかった危険な枝を実行しません。
• 境界の読み方は、a=-1/2ではΓ(-1/2)=-2√π、a=1/2ではΓ(1/2)=√πで、非正整数では発散します。境界値を自動的にゼロへ置き換えたり、発散点へ便宜的な有限値を付けたりしません。定義できる特別値だけを明示的に返し、極や許容範囲外は入力エラーとして理由を示します。
• 結果は、正整数nに対してΓ(n)=(n-1)!となり、負の非整数では区間ごとに符号が交替します。最後の数桁は処理系、入力の十進表現、近似式の丸めによって変わり得ます。手計算、別ライブラリ、論文の表と比べるときは、有効桁だけでなく定義、引数の並び、正規化、実数枝もそろえてください。
• 検算では、Γ(5)=24、Γ(1/2)=√π、Γ(-1/2)=-2√π、Γ(a+1)=aΓ(a)を相互に確認します。通常点、ゼロまたは既知の特別値、定義域外の三種類を分けて試験しています。対称性や漸化式がある関数では、一点の一致だけでなく、符号を反転した値や隣接する引数との関係も独立に確かめます。
• 参照資料は、NIST DLMF 5.2の定義と5.5の漸化式・反射公式、Boost.MathのLanczos近似資料を参照しました。2026年7月13日に定義、実数領域、特異点、近似式の係数を照合しました。NIST DLMFは数式の節番号、Boost.MathはLanczos近似の実装上の意味を確認するために使い、特定ライブラリの出力を固定値として埋め込んではいません。
• このページで扱わない範囲は、複素引数、非正整数の極、171を超えて倍精度値があふれる領域、任意精度値です。目的外の入力を無理に通すと、見かけ上は数値でも別の枝や別の規約を表すことがあります。必要な領域が範囲外なら、複素特殊関数や任意精度演算に対応した検証済みライブラリを選んでください。
• 実務への持ち込み方は、階乗の実数拡張、確率分布の正規化、積分結果の検算では、引数がΓ(n)かΓ(n+1)かを先にそろえます。この計算値は学習、式の確認、テストデータ作成を助けるものです。観測モデル、材料モデル、統計分布、最適化手順の妥当性は別問題なので、前提、単位、測定誤差、採用したモデル名を計算結果と一緒に記録してください。
• 有限な実数とIEEE 754倍精度による学習・検算用の近似値です。複素枝、任意精度、物理モデル全体の妥当性は扱いません。

よくある質問