■スターリングの公式の図形的証明?(その36)

  1−y1=2/n(n+1)

より,規格化前(正単体の辺の長さ1)の置換多面体の体積は

  Vn=(n+1)^(n-1/2}/2^n/2・{2/n(n+1)}^n

 また,辺の長さ√2のj次元面までの距離rjは

  {(j+1)(1/(j+1)−1/(n+1))^2+(n−j)(1/(n+1))^2}^1/2

={(n−j)/(j+1)(n+1)}^1/2

であるから,正単体の内接球の半径はj=n−1とおいて,

  r={1/n(n+1)}^1/2

辺の長さ1の場合は

  r={1/2n(n+1)}^1/2

 もし,置換多面体の体積が内接球で近似できるとしたら

  Vn=(n+1)^(n-1/2}/2^n/2・{2/n(n+1)}^n

〜 π^(n/2)/Γ(n/2+1)・r^n

〜 π^(n/2)/Γ(n/2+1){1/2n(n+1)}^n/2

  2^n/2(n+1)^-1/2/n^n

〜 π^(n/2)/Γ(n/2+1){1/2n(n+1)}^n/2

  2^n(n+1)^(n/2-1/2)/n^n/2 〜 π^(n/2)/Γ(n/2+1)

  2^n(1+1/n)^(n/2)(n+1)^-1/2 〜 π^(n/2)/Γ(n/2+1)

  Γ(n/2+1) 〜 (π/4)^n/2(1+1/n)^(-n/2)(n+1)^1/2

が成立しなければならない.

 ここでは偶数次元の場合(n=2k)だけを扱うことにするが,

  k! 〜 (π/4)^k(1+1/2k)^(-k)(2k+1)^1/2

 (1+1/2k)^(-2k)→1/e

であるから,

  k! 〜 (π/4)^k(2k/e)^1/2

となって,階乗関数が概指数関数で近似できることになってしまう.

[雑感]まったくスターリング近似式に似ていない.残念!

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