Inverse unvollständige Beta Funktion berechnen

Rechner und Formeln zur Berechnung der inversen unvollständigen Beta Funktion Ix(a,b)


a
b
y
Dezimalstellen 
Ix-1 (a, b)

Der Rechner auf dieser Seite berechnet die inverse unvollständige regularisierte Beta-Funktion Ix-1(a,b).

Zur Berechnung geben Sie die Beta Parameter a,b und y ein, dann klicken Sie auf den Button 'Rechnen'.

Die Parameter a und b müssen >0 sein. Für den Wert von y gilt 0 <= x <= 1.

Beschreibung

Die inverse regularisierte unvollständige Beta-Funktion berechnet zu gegebenen Parametern \( a \), \( b \) und einem Wert \( y \) (mit \( 0 \leq y \leq 1 \)) dasjenige \( x \), für das gilt:

\( I_x(a, b) = y \)

Dabei ist \( I_x(a, b) \) die regularisierte unvollständige Beta-Funktion:

\( I_x(a, b) = \dfrac{B_x(a, b)}{B(a, b)} \)

mit

\( B_x(a, b) = \int_0^x t^{a-1} (1-t)^{b-1} \, dt \)
\( B(a, b) = \int_0^1 t^{a-1} (1-t)^{b-1} \, dt \)

Die inverse Funktion liefert also das \( x \), für das die Fläche unter der Kurve von 0 bis \( x \) einen bestimmten Anteil \( y \) der Gesamtfläche (Beta-Funktion) ausmacht.


Beispiel:


Gegeben seien \( a = 2 \), \( b = 3 \), \( y = 0{,}5 \).
Gesucht ist das \( x \), für das \( I_x(2, 3) = 0{,}5 \).

Berechnung:
Es wird numerisch das \( x \) bestimmt, für das die Gleichung erfüllt ist.
Das Ergebnis ist (numerisch berechnet):
\( x \approx 0{,}3857 \)

Hinweis: Die Berechnung erfolgt iterativ und das Ergebnis ist auf einige Nachkommastellen gerundet.


Übersicht: Beta-Funktionen

  • Beta-Funktion \( B(a, b) \):
    Die vollständige Beta-Funktion, definiert als \(\displaystyle B(a, b) = \int_0^1 t^{a-1} (1-t)^{b-1} \, dt \).
  • Unvollständige Beta-Funktion \( B_x(a, b) \):
    Das Integral von 0 bis \( x \) (statt bis 1): \(\displaystyle B_x(a, b) = \int_0^x t^{a-1} (1-t)^{b-1} \, dt \).
  • Regularisierte unvollständige Beta-Funktion \( I_x(a, b) \):
    Das Verhältnis der unvollständigen zur vollständigen Beta-Funktion: \(\displaystyle I_x(a, b) = \frac{B_x(a, b)}{B(a, b)} \).
  • Inverse regularisierte unvollständige Beta-Funktion \( I_x^{-1}(a, b) \):
    Liefert das \( x \), für das \( I_x(a, b) = y \) gilt, d. h.: \(\displaystyle I_x^{-1}(a, b)(y) = x \).