fbpx
维基百科

沃利斯乘积

沃利斯乘積,又称沃利斯公式,由數學家約翰·沃利斯在1655年时发现。

當時證明 编辑

今日多數的微積分教科書透過比較 n是奇數或是偶數,甚至是接近無窮大的情況下,發現即使將n增加一就會發生不一樣的情形。在那時,微積分尚未存在,而且有關數學收斂的分析工具也還未俱全,所以完成這證明較現今有相當的難度。從現在來看,從欧拉公式中的正弦展開式得到此乘積是必然的結果。

 

x = π/2時

 
 

嚴謹證明 编辑

先考慮不定積分 

 

 

 

 

 

 

 

 

對整數m

 

 

 

 

 

 

另一方面

 

 

 

 

 

 

兩式相除得

 

 

又因為

 


夾擠定理

 

 

尋找 ζ(2) 编辑

我們可將上述的正弦乘積式化為泰勒级数

 

沃利斯乘积, 沃利斯乘積, 又称沃利斯公式, 由數學家約翰, 沃利斯在1655年时发现, displaystyle, prod, infty, frac, cdot, frac, frac, cdot, frac, cdot, frac, cdot, frac, cdot, frac, cdot, frac, cdot, frac, cdot, frac, cdots, frac, 當時證明, 编辑今日多數的微積分教科書透過比較, displaystyle, nbsp, 在n是奇數或是偶數, 甚至是接近無窮大的情況. 沃利斯乘積 又称沃利斯公式 由數學家約翰 沃利斯在1655年时发现 n 1 2 n 2 n 1 2 n 2 n 1 2 1 2 3 4 3 4 5 6 5 6 7 8 7 8 9 p 2 displaystyle prod n 1 infty frac 2n 2n 1 cdot frac 2n 2n 1 frac 2 1 cdot frac 2 3 cdot frac 4 3 cdot frac 4 5 cdot frac 6 5 cdot frac 6 7 cdot frac 8 7 cdot frac 8 9 cdots frac pi 2 當時證明 编辑今日多數的微積分教科書透過比較 0 p sin n x d x displaystyle int 0 pi sin n xdx nbsp 在n是奇數或是偶數 甚至是接近無窮大的情況下 發現即使將n增加一就會發生不一樣的情形 在那時 微積分尚未存在 而且有關數學收斂的分析工具也還未俱全 所以完成這證明較現今有相當的難度 從現在來看 從欧拉公式中的正弦展開式得到此乘積是必然的結果 sin x x 1 x 2 p 2 1 x 2 4 p 2 1 x 2 9 p 2 n 1 1 x 2 n 2 p 2 displaystyle frac sin x x left 1 frac x 2 pi 2 right left 1 frac x 2 4 pi 2 right left 1 frac x 2 9 pi 2 right cdots prod n 1 infty left 1 frac x 2 n 2 pi 2 right nbsp 在x p 2時 2 p n 1 1 1 4 n 2 1 1 2 2 1 1 2 2 4 1 1 2 2 9 displaystyle frac 2 pi prod n 1 infty left 1 frac 1 4n 2 right left 1 frac 1 2 2 right left 1 frac 1 2 2 cdot 4 right left 1 frac 1 2 2 cdot 9 right cdots nbsp p 2 n 1 4 n 2 4 n 2 1 n 1 2 n 2 n 2 n 1 2 n 1 2 1 2 3 4 3 4 5 6 5 6 7 8 7 8 9 displaystyle begin aligned frac pi 2 amp prod n 1 infty left frac 4n 2 4n 2 1 right amp prod n 1 infty frac 2n 2n 2n 1 2n 1 frac 2 1 cdot frac 2 3 cdot frac 4 3 cdot frac 4 5 cdot frac 6 5 cdot frac 6 7 cdot frac 8 7 cdot frac 8 9 cdots end aligned nbsp 嚴謹證明 编辑先考慮不定積分 sin n x d x displaystyle int sin n xdx nbsp 有 sin n x d x displaystyle int sin n xdx nbsp sin n 1 x d cos x displaystyle int sin n 1 xd cos x nbsp cos x sin n 1 x cos x d sin n 1 x displaystyle cos x sin n 1 x int cos xd sin n 1 x nbsp cos x sin n 1 x n 1 sin n 2 x cos 2 x d x displaystyle cos x sin n 1 x int n 1 sin n 2 x cos 2 xdx nbsp cos x sin n 1 x n 1 sin n 2 x 1 sin 2 x d x displaystyle cos x sin n 1 x n 1 int sin n 2 x 1 sin 2 x dx nbsp cos x sin n 1 x n 1 sin n 2 x d x n 1 sin n x d x displaystyle cos x sin n 1 x n 1 int sin n 2 xdx n 1 int sin n xdx nbsp 故 sin n x d x 1 n cos x sin n 1 x n 1 n sin n 2 x d x displaystyle int sin n xdx frac 1 n cos x sin n 1 x frac n 1 n int sin n 2 xdx nbsp 0 p 2 sin n x d x n 1 n 0 p 2 sin n 2 x d x displaystyle int 0 frac pi 2 sin n xdx frac n 1 n int 0 frac pi 2 sin n 2 xdx nbsp 對整數m 0 p 2 sin 2 m x d x displaystyle int 0 frac pi 2 sin 2m xdx nbsp 2 m 1 2 m 0 p 2 sin 2 m 2 x d x displaystyle frac 2m 1 2m int 0 frac pi 2 sin 2m 2 xdx nbsp 2 m 1 2 m 2 m 3 2 m 2 0 p 2 sin 2 m 4 x d x displaystyle frac 2m 1 2m frac 2m 3 2m 2 int 0 frac pi 2 sin 2m 4 xdx nbsp displaystyle nbsp 2 m 1 2 m 2 m 3 2 m 2 1 2 0 p 2 sin 0 x d x displaystyle frac 2m 1 2m frac 2m 3 2m 2 frac 1 2 int 0 frac pi 2 sin 0 xdx nbsp 2 m 1 2 m 2 m 3 2 m 2 1 2 p 2 displaystyle frac 2m 1 2m frac 2m 3 2m 2 frac 1 2 frac pi 2 nbsp 另一方面 0 p 2 sin 2 m 1 x d x displaystyle int 0 frac pi 2 sin 2m 1 xdx nbsp 2 m 2 m 1 0 p 2 sin 2 m 1 x d x displaystyle frac 2m 2m 1 int 0 frac pi 2 sin 2m 1 xdx nbsp 2 m 2 m 1 2 m 2 2 m 1 0 p 2 sin 2 m 3 x d x displaystyle frac 2m 2m 1 frac 2m 2 2m 1 int 0 frac pi 2 sin 2m 3 xdx nbsp displaystyle nbsp 2 m 2 m 1 2 m 2 2 m 1 2 3 0 p 2 sin x d x displaystyle frac 2m 2m 1 frac 2m 2 2m 1 frac 2 3 int 0 frac pi 2 sin xdx nbsp 2 m 2 m 1 2 m 2 2 m 1 2 3 displaystyle frac 2m 2m 1 frac 2m 2 2m 1 frac 2 3 nbsp 兩式相除得 0 p 2 sin 2 m x d x 0 p 2 sin 2 m 1 x d x 2 m 1 2 m 2 m 3 2 m 2 1 2 p 2 2 m 2 m 1 2 m 2 2 m 1 2 3 displaystyle frac int 0 frac pi 2 sin 2m xdx int 0 frac pi 2 sin 2m 1 xdx frac frac 2m 1 2m frac 2m 3 2m 2 frac 1 2 frac pi 2 frac 2m 2m 1 frac 2m 2 2m 1 frac 2 3 nbsp 故p 2 2 1 2 3 4 3 4 5 2 m 2 m 1 2 m 2 m 1 0 p 2 sin 2 m x d x 0 p 2 sin 2 m 1 x d x 0 p 2 sin 2 m x d x 0 p 2 sin 2 m 1 x d x n 1 m 2 n 2 n 1 2 n 2 n 1 displaystyle frac pi 2 frac 2 1 frac 2 3 frac 4 3 frac 4 5 frac 2m 2m 1 frac 2m 2m 1 frac int 0 frac pi 2 sin 2m xdx int 0 frac pi 2 sin 2m 1 xdx frac int 0 frac pi 2 sin 2m xdx int 0 frac pi 2 sin 2m 1 xdx prod n 1 m frac 2n 2n 1 cdot frac 2n 2n 1 nbsp 又因為1 0 p 2 sin 2 m 1 x d x 0 p 2 sin 2 m 1 x d x lt 0 p 2 sin 2 m x d x 0 p 2 sin 2 m 1 x d x lt 0 p 2 sin 2 m 1 x d x 0 p 2 sin 2 m 1 x d x 2 m 1 2 m displaystyle 1 frac int 0 frac pi 2 sin 2m 1 xdx int 0 frac pi 2 sin 2m 1 xdx lt frac int 0 frac pi 2 sin 2m xdx int 0 frac pi 2 sin 2m 1 xdx lt frac int 0 frac pi 2 sin 2m 1 xdx int 0 frac pi 2 sin 2m 1 xdx frac 2m 1 2m nbsp 由夾擠定理知lim m 1 lim m 2 m 1 2 m 1 displaystyle lim m to infty 1 lim m to infty frac 2m 1 2m 1 nbsp 故p 2 n 1 2 n 2 n 1 2 n 2 n 1 2 1 2 3 4 3 4 5 6 5 6 7 8 7 8 9 displaystyle frac pi 2 prod n 1 infty frac 2n 2n 1 cdot frac 2n 2n 1 frac 2 1 cdot frac 2 3 cdot frac 4 3 cdot frac 4 5 cdot frac 6 5 cdot frac 6 7 cdot frac 8 7 cdot frac 8 9 cdots nbsp 尋找 z 2 编辑我們可將上述的正弦乘積式化為泰勒级数 x 1 x 2 p 2 1 x 2 4 p 2 1 x 2 9 p 2 x 1 3 x 3 1 5 x 5 displaystyle x left 1 frac x 2 pi 2 right left 1 frac x 2 4 pi 2 right left 1 frac x 2 9 pi 2 right cdots x frac 1 3 x 3 frac 1 5 x 5 cdots nbsp 取自 https zh wikipedia org w index php title 沃利斯乘积 amp oldid 69192948, 维基百科,wiki,书籍,书籍,图书馆,

文章

,阅读,下载,免费,免费下载,mp3,视频,mp4,3gp, jpg,jpeg,gif,png,图片,音乐,歌曲,电影,书籍,游戏,游戏。