Elle généralise la factorielle : $\Gamma(n) = (n-1)!$ pour tout entier $n \geq 1$. La relation fonctionnelle fondamentale est :
$$\Gamma(s+1) = s\,\Gamma(s)$$
Cette relation permet de prolonger $\Gamma$ à tout $\mathbb{C}$ sauf aux pôles simples en $s = 0, -1, -2, -3, \ldots$ avec résidu $(-1)^n/n!$ en $-n$.
2. Pôles aux entiers négatifs
En s'appuyant sur $\Gamma(s) = \Gamma(s+n+1)/[s(s+1)\cdots(s+n)]$, on voit que $\Gamma(s)$ a des pôles simples en tous les entiers $\leq 0$. En ces points, $1/\Gamma(s) = 0$ (fonction entière !). Les résidus sont :
$$\text{Res}_{s=-n}\,\Gamma(s) = \frac{(-1)^n}{n!}, \quad n = 0, 1, 2, \ldots$$
Animation A — $\Gamma(x)$ pour $x$ réel, pôles et équation fonctionnelle
Conséquences : pour $s = \tfrac{1}{2}$, on obtient $\Gamma(\tfrac{1}{2})^2 = \pi$, soit $\Gamma(\tfrac{1}{2}) = \sqrt{\pi}$. La formule de doublement de Legendre :
La fonction complétée de Riemann $\xi(s)$ est construite pour avoir exactement les mêmes zéros que $\zeta$ et satisfaire l'équation fonctionnelle $\xi(s) = \xi(1-s)$ :
$\tfrac{1}{2}s(s-1)$ : compense le pôle de $\zeta$ en $s=1$ et le zéro de $\Gamma$ en $s=0$
$\pi^{-s/2}\Gamma(s/2)$ : les "facteurs archimédiens" — ils compensent les zéros triviaux de $\zeta$ aux entiers pairs négatifs (qui sont les pôles de $\Gamma(s/2)$)
$\zeta(s)$ : les zéros non-triviaux
La factorisation de Hadamard de $\xi$ sur ses zéros est donc équivalente à la factorisation de $\zeta$ sur ses zéros non-triviaux.
Le module de $\Gamma$ sur la droite critique décroît exponentiellement en $t$. C'est ce facteur qui contrôle la taille de $\zeta$ via l'équation fonctionnelle.
Riemann_Lab · branche Riemann_Lab_IA · docs/animation_gamma.htmlMise à jour : 6 juin 2026 · Auteur : hprzeta · lignes