Calculadora Función Beta B(x, y) e Incompleta
Calculadora función Beta B(x, y) de Euler: relación con Gamma, forma logaritmica, Beta incompleta y regularizada I_x(a,b) como CDF Beta en estadística.
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La función Beta
La función Beta, introducida por Leonhard Euler en 1730, es una integral de dos parámetros:
B(x, y) = integral_0^1 t^(x-1) * (1-t)^(y-1) dt, para Re(x), Re(y) > 0
Relacionada con Gamma: B(x, y) = Gamma(x) Gamma(y) / Gamma(x + y). Aparece en probabilidad, estadística, física cuantica (Veneziano), teoría de numeros.
Simetría y valores notables
- B(1, 1) = 1
- B(1/2, 1/2) = pi
- B(1, n) = 1/n
- B(m, n) = (m-1)!(n-1)!/(m+n-1)! para enteros
- B(a, 1) = 1/a
Relación con binomiales
C(m+n-1, m-1) = 1 / (m B(m, n)). Generalizado: C(a, k) = 1/((a+1) B(k+1, a-k+1)) extendible a fracciones.
Beta incompleta
B(x; a, b) = integral_0^x t^(a-1) (1-t)^(b-1) dt. Regularizada: I_x(a, b) = B(x; a, b)/B(a, b) = CDF de la distribución Beta(a, b).
Calculo numérico
Fracción continua de Lentz-Thompson con convergencia cuadratica. Para x < (a+1)/(a+b+2) directo, sino simetría I_x(a,b) = 1 - I_{1-x}(b,a). 12-15 digitos en 50-100 iteraciones.
Cinco modalidades
- B(x, y) directo.
- ln B(x, y) para grandes.
- Beta incompleta.
- Beta regularizada I_x(a, b).
- Coeficiente binomial generalizado.
Distribución Beta
f(x) = x^(a-1)(1-x)^(b-1)/B(a, b) en [0, 1]. Momentos: E[X]=a/(a+b). Inferencia bayesiana, confiabilidad, F-test, t-test de Student.
Veneziano y teoría de cuerdas
Veneziano (1968): A(s, t) = B(-alpha(s), -alpha(t)). Dualidad s-t sugirio existencia de cuerdas. Inicio de la teoría de cuerdas moderna.
Aplicaciones en física
- Física de partículas: formula Veneziano (1968), teoría de cuerdas bosonicas.
- Mecánica estadística: distribuciones de Dirichlet para mezclas de composiciones.
- Termodinamica: integrales de partición para sistemas con restricciones.
- Análisis numérico: cuadratura Gauss-Jacobi con pesos tipo Beta.
- Calculo de variaciones: funcionales en forma de integral Beta.
- Procesamiento de imagenes: distribución Beta para modelar intensidad de pixel.
Historia de la función Beta
La función Beta fue introducida por Leonhard Euler en el siglo XVIII, junto con la más célebre función Gamma, al estudiar las integrales que extienden el factorial. Por eso la Beta se conoce también como la integral euleriana de primera especie, mientras que la Gamma es la de segunda especie. Euler descubrió su definición integral y su vínculo profundo con la función Gamma, expresado por la relación B(x, y) = Γ(x)·Γ(y)/Γ(x+y). El nombre y la notación B fueron adoptados después por Jacques Binet y Adrien-Marie Legendre en el siglo XIX. De herramienta nacida para generalizar los coeficientes binomiales y calcular integrales, la función Beta se ha convertido en una de las funciones especiales más usadas de las matemáticas, con aplicaciones que van de la estadística a la física de partículas.
Las representaciones integrales de la función Beta
La función Beta admite varias formas integrales equivalentes, cada una útil en contextos distintos. La definición clásica es B(x, y) = ∫₀¹ t^(x−1)·(1−t)^(y−1) dt, una integral sobre el intervalo unidad que converge para x, y positivos. Con la sustitución t = sin²θ se obtiene la forma trigonométrica B(x, y) = 2·∫₀^(π/2) sin^(2x−1)θ · cos^(2y−1)θ dθ, particularmente útil para calcular integrales de potencias de seno y coseno. Existe también una forma sobre toda la semirrecta positiva, B(x, y) = ∫₀^∞ u^(x−1)/(1+u)^(x+y) du. Estas representaciones conectan la función Beta con el producto de Wallis, con las integrales gaussianas y con numerosas fórmulas del análisis.
Actualizado a julio de 2026
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