The Gamma Function

Is it possible to define (1/2)!? Can we define the factorial of non-integer values? As it turns out, we can! To do this we need to introduce an important function from higher-level mathematics called the gamma function. Don't worry: I keep everything at a level that only requires understanding calculus 2, specifically integration by parts and improper integrals. We go through everything: motivating the gamma function, some of it's basic values, how to relate factorials to the gamma function, and proving an important property of the gamma function. Two prerequisite videos are linked below as well as timestamps.
Why 0! = 1: • Why 0! = 1
The Gaussian Integral: • The Gaussian Integral
Timestamps
Motivation for the Gamma Function: • The Gamma Function
Evaluating the Gamma Function with Integration By Parts: • The Gamma Function
Properties of the Gamma Function: • The Gamma Function
Gamma Function of 1/2: • The Gamma Function
Gamma Function of Positive Half-Integers: • The Gamma Function
Looking for a specific problem or topic? Try checking my website:
www.blacktshirtmathprofessor....
► Artist Attribution
Music By: "After The Fall"
Track Name: "Pieces"
Music Published by: Chill Out Records LLC
License: Creative Commons Attribution 4.0 International (CC BY - 4.0)
Full license here: creativecommons.org/licenses​

Пікірлер: 50

  • @MohdAbuolwan
    @MohdAbuolwan19 күн бұрын

    It has truly brightened my day to stumble onto this channel. After a long search, I came upon this extremely clear and thorough description of the gamma function. Continue doing what you're doing; you are a great instructor.

  • @naeemuddinahmed9820
    @naeemuddinahmed982013 күн бұрын

    Thanks for the new and simple way of finding INTEGRATION BY PARTS .....!!!

  • @nash_life
    @nash_life Жыл бұрын

    I have never seen such a simple and clear explanation. Thank you so much.

  • @BlackTshirtMathProfessor

    @BlackTshirtMathProfessor

    Жыл бұрын

    You’re welcome, fellow mathematician!

  • @jondor654
    @jondor654Ай бұрын

    The clarity of your whiteboard script is very helpful.

  • @lalithgunarathne5876
    @lalithgunarathne5876 Жыл бұрын

    This is actually a true explanation of the gamma function.

  • @BlackTshirtMathProfessor

    @BlackTshirtMathProfessor

    Жыл бұрын

    Thanks! It’s my favorite way to introduce students to the gamma function.

  • @tharindusathsara3414
    @tharindusathsara34144 ай бұрын

    This video really provided a fantastic explanation of the Gamma Function! Your clear and engaging presentation made a complex topic much easier to understand. Thank you so much Professor BlackTshirt. ❤

  • @user-cy9zf4oz2i
    @user-cy9zf4oz2i5 ай бұрын

    omg I love how you teach, no long winded to lalaland. but strike to the core and done and move one! thank you

  • @bkr2501
    @bkr2501 Жыл бұрын

    this guy is so underrated

  • @BlackTshirtMathProfessor

    @BlackTshirtMathProfessor

    Жыл бұрын

    Thanks! I think my channel could be more popular but I’m lacking the time to record.

  • @vitormirandinha
    @vitormirandinha2 жыл бұрын

    Really cool! Thank you, very down to earth and understandable! Helped me a lot

  • @BlackTshirtMathProfessor

    @BlackTshirtMathProfessor

    2 жыл бұрын

    Thanks for the compliment, fellow mathematician!

  • @zianiera
    @zianiera10 ай бұрын

    The best explanation on utube Thank you Sir

  • @user-cy9zf4oz2i
    @user-cy9zf4oz2i5 ай бұрын

    very intuitive, thanks, great teacher knows how to simplify

  • @veganath
    @veganath2 ай бұрын

    Wow! Thanks mate the best articulated explanation of the Gamma Function I have found, yes I viewed many before I found yours, subscribed!!

  • @BlackTshirtMathProfessor

    @BlackTshirtMathProfessor

    2 ай бұрын

    Thanks, fellow mathematician!

  • @MuhammadImran-iv2ic
    @MuhammadImran-iv2ic10 ай бұрын

    Its really works simple for me.thanks a lot

  • @12turo
    @12turo10 ай бұрын

    you are an amazing teacher

  • @thomasjefferson6225
    @thomasjefferson62256 ай бұрын

    you havent made a math video in over a year it seems. I cam across your channel recently. I love ur stuff man.

  • @BlackTshirtMathProfessor

    @BlackTshirtMathProfessor

    6 ай бұрын

    Thanks! It’s been hard to make time to record with the majority of my courses going back to in-person. I hope to get back at it eventually.

  • @peaceboarnerge3587
    @peaceboarnerge3587 Жыл бұрын

    You made me to understand this l am humbled to say this you have showed me a great light

  • @BlackTshirtMathProfessor

    @BlackTshirtMathProfessor

    Жыл бұрын

    I’m glad that you found it helpful, fellow mathematician!

  • @bosscanon7821
    @bosscanon782111 ай бұрын

    Muy bien explicado. La mejor clase de Función Gamma. Muchas gracias.

  • @BlackTshirtMathProfessor

    @BlackTshirtMathProfessor

    11 ай бұрын

    De nada!

  • @helloworld2024-h8i
    @helloworld2024-h8i Жыл бұрын

    really helpful! Thanks

  • @BlackTshirtMathProfessor

    @BlackTshirtMathProfessor

    Жыл бұрын

    You’re welcome, fellow mathematician!

  • @alijoueizadeh2896
    @alijoueizadeh289611 ай бұрын

    Thank you.

  • @BlackTshirtMathProfessor

    @BlackTshirtMathProfessor

    11 ай бұрын

    You’re welcome, fellow mathematician!

  • @threeuniquefingers
    @threeuniquefingers3 ай бұрын

    Nothing's better than Harry Potter Teahing me Gamma Function 😊😊

  • @manojsurya1005
    @manojsurya10053 жыл бұрын

    In the proof of gamma(z+1)=z. gamma(z), how did u take got -t^(z)e^(-t) to be 0 if u take limit

  • @BlackTshirtMathProfessor

    @BlackTshirtMathProfessor

    3 жыл бұрын

    L’hospital’s rule is the simplest way to show that this term goes to 0.

  • @syedmdabid7191
    @syedmdabid71913 ай бұрын

    Gamma of (p/q) = ? such that p and q are natural number.

  • @jimcurrie
    @jimcurrie4 ай бұрын

    How do you find the gamma function of (1/n). Where n is greater than 2.

  • @mbemjeanherve5137

    @mbemjeanherve5137

    3 ай бұрын

    I am waiting

  • @BlackTshirtMathProfessor

    @BlackTshirtMathProfessor

    3 ай бұрын

    Well, you’re going to have to continue to wait. I don’t know when I’ll get back to recording videos.

  • @pelasgeuspelasgeus4634
    @pelasgeuspelasgeus46346 ай бұрын

    Can someone tell me what is the practical applications of non integer factorial?

  • @BlackTshirtMathProfessor

    @BlackTshirtMathProfessor

    6 ай бұрын

    Mathematics doesn't care about practical applications. There are uses of it in quantum and statistical mechanics, if you want to explore further.

  • @pelasgeuspelasgeus4634

    @pelasgeuspelasgeus4634

    6 ай бұрын

    @@BlackTshirtMathProfessor That's the problem. That modern academia convinced everybody that mathematics shouldn't care about practical applications. QM is not really an applied science and I doubt that in statistics non integer factorial is used.

  • @BlackTshirtMathProfessor

    @BlackTshirtMathProfessor

    6 ай бұрын

    I don’t think it’s used in statistics but it does have some uses in statistical mechanics. Statistics and statistical mechanics are not the same thing.

  • @pelasgeuspelasgeus4634

    @pelasgeuspelasgeus4634

    6 ай бұрын

    @@BlackTshirtMathProfessor I thought it was a typo. Well you should know there is no such a thing as statistical mechanics. It's the application of statistics to other fields as a measurement and prediction tool and then you have statistical physics, thermodynamics etc.

  • @suddhasankardutta6354

    @suddhasankardutta6354

    Ай бұрын

    ​@@BlackTshirtMathProfessorit is used in Statistics. Eg, for hypothesis testing, with test statistic distribution as chi square or gamma.

  • @danielntoko2117
    @danielntoko21174 ай бұрын

    Use black and white colour please.

  • @BlackTshirtMathProfessor

    @BlackTshirtMathProfessor

    4 ай бұрын

    No 😁

  • @andreyvasyaev
    @andreyvasyaev2 жыл бұрын

    Очень интересно... но где то подвох... Что мы знаем о факториалах... Для начала мы знаем что факториал следующего числа равен факториалу предыдущего числа умноженному на это самое следующее число... N!= (N-1)!×N или по другому... факториал предыдущего числа равен факториалу следующего числа деленному на это самое следующее число... N!=(N+1)!/(N+1) есть еще вид (N+1)!= N!×(N+1)... значит (N-1)!=N!/N и N=N!/(N-1)! При N=1 получаем 0!=1!/1 и 1=1!/0! При N=0 получаем (-1)!=0!/0 и 0=0!/(-1)! При N=(-1) получаем (-2)!=(-1)!/(-1) и (-1)=(-1)!/(-2)! При N=(-2) получаем (-3)!=(-2)!/(-2) и (-2)=(-2)!/(-3)! При N=(-3) получаем (-4)!=(-3)!/(-3) и (-3)=(-3)!/(-4)! При N=(-4) получаем (-5)!=(-4)!/(-4) и (-4)=(-4)!/(-5)! Видим что вычисление положительных факториалов по действию очень похоже на действие возведения в степень... только множители различные... Исходя из полученных формул отрицательный факториал берется не только от отрицательного значения но и имеет смысл обратных значений для положительных факториалов N... Во всяком случае вполне возможно N!=(N+1)!/(N+1) 0!=1!/1=1 (-1)!=0!/(0)=1/(0)= 1 неделённая единица (-2)!=(-1)!/(-1)= 1/(-1)= -1 (-3)!=(-2)!/(-2)=(-1)/(-2)= 1/2 (-4)!=(-3)!/(-3)=(1/2)/(-3)= -1/6 (-5)!=(-4)!/(-4)=(-1/6)/(-4)= 1/24 (-6)!=(-5)!/(-5)=(1/24)/(-5)= -1/120... Интересно что получаются обратные значения Гамма функциям от положительных значений когда Г(N+1)=N! Г(N+1)=N×Г(N)=N×(N-1)! Немного неожиданно... Получается что для отрицательных Г(-(N+1))=1/Г(N+1)=1/N! Но есть "проблема" со знаком... Видим что постоянно через один изменяется знак при делении "факториалов" от отрицательных значений... Предположу что нужно брать для отрицательных значений N значение по модулю (а для обобщения и для положительных значений N...) N!=(N+1)!/|N+1| (N-1)!=N!/|N| 0!=1/1=1 (-1)!=0!/0=1/0= 0 (относительный ноль) или безотносительно единица неделённая что более верно... Тогда следует (-2)!= (-1)!/|-1|=1 (-3)!=(-2)!/|-2|=1/2 (-4)!=(-3)!/|-3|=1/6 (-5)!=(-4)!/|-4|=1/24... Как видим получаем обратные величины факториалов для положительных значений N... но еще идет сдвиг на один ход относительно факториалов для положительных значений N... Смею предположить что отрицательные факториалы должны считаться по формуле N!=(N+1)!/|N|... Тогда (-1)!=0!/|-1|=1/1=1 (-2)!=(-1)!/|-2|=1/2 (-3)!=(-2)!/|-3|=1/6 (-4)!=(-3)!/|-4|=1/24 (-5)!=(-4)!/|-5|=1/120... и получается что эти значения численно равны коэффициентам для нахождения "обратного факториала"... Кстати по этой же формуле получается 0!=1!/0=1/0=1 единица неделённая что наверное будет более верно... Если уж быть совсем дерзким и исходить из того что график этих значений должен бы быть хоть немного математически красив то возможно факториалы от отрицательных значений должны бы быть и сами отрицательными... Но я пока не нахожу физического смысла отрицательным значениям факториалов... (самим факториалам от отрицательных чисел смысл проявился очень явно)... к тому же придется признать что тогда при этом 0!=1/0=0 равен относительному нулю... Но это пока мои личные фантазии... и в этом надо сначала разобраться... а перед этим хорошенько подумать... Мне все же ближе "вариант с модулями"...

  • @Ostup_Burtik

    @Ostup_Burtik

    5 ай бұрын

    Іронія в тому, що все неправильно. Насправді, від'ємні цілі факторіали розходяться в ±∞. І, насправді, формула n!=n(n-1)! справедлива для КОЖНОГО цілого числа. 1!=1(1-1)!=1*0! і тут 0! повинен бути 1. Щодо 0!=0*(0-1)!=0*(-1)! то скажу що це також правильно, і ні, нуль не вийде тому що "все помножене на 0 буде 0"(а якщо ∞*0, що тоді?), якщо ти використаєш ліміт для такої біліберди, то отримаєш 1. На графіку ти сам можеш бачити де розходяться від'ємні факторіали. Насправді, коли я робив свою теорію і зачепив факторіали, у мене також вийшло 0!=1. Ну а про модулі хочеться сміятися, так як (-1)! це по суті 1/0, а не щось інше(саме смішне що субфакторіал визначений для всіх чисел, а подвійний для від'ємних непарних цілих чисел, в тому числі нецілі) !0 також 1, тому що !0=0!(1/0!)=1*1=1 Ні каплі сенсу з твого коментарію не зрозумів, так як все неправильно.

  • @iria_h
    @iria_h Жыл бұрын

    This helped me so much with my statistical mechanics course! And finally a simple explanation without that indian accent!! Subscibed!!

  • @BlackTshirtMathProfessor

    @BlackTshirtMathProfessor

    Жыл бұрын

    Thanks!

  • @dark7mc
    @dark7mcАй бұрын

    Γ(z)= ∫₀ ᪲ tᶻ⁻¹ e⁻ᵗ dt