Intégration de Riemann/Devoir/Fonction Gamma et formule de Stirling

Fonction Gamma et formule de Stirling
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Devoir no3
Leçon : Intégration de Riemann

Devoir de niveau 14.

Dev préc. :Intégrale de Gauss
Dev suiv. :Intégrale de Dirichlet
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— Ⅰ —
  1. Démontrer que l'intégrale impropre
    converge si et seulement si le réel est strictement positif.
  2. Montrer que pour un tel , on a .
  3. Pour tout entier naturel , en déduire la valeur de puis, de .
— Ⅱ —
  1. En effectuant le changement de variable , vérifier que est égal à
    .
  2. Montrer que
    .
  3. En déduire que la bijection définie par :
    et est du même signe que
    vérifie :
    .
— Ⅲ —
  1. Déduire du Ⅱ que
    .
  2. En déduire que
    .
  3. En déduire les formules de Stirling :
.

(en) Willi Freeden et Martin Gutting, Special Functions of Mathematical (Geo-)Physics, Springer, 2013 [lire en ligne], p. 34-36