■数とあそぶ(その10)

【1】ヴィエトの公式

 まず,任意のxに対して,無限積公式

  sinx/x=cosx/2cosx/4cosx/8・・・

も示しておこう.

(証明)

  sinx=2sinx/2cosx/2

      =4sinx/4cosx/4cosx/2

      =8sinx/8cosx/8cosx/4cosx/2

       ・・・・・

      =2^nsinx/2^ncosx/2^n・・・cosx/2

 書き直すと

  sinx=x[sin(x/2^n)/(x/2^n)]cosx/2・・・cosx/2^n

 ここで,n→∞のとき,

  sin(x/2^n)/(x/2^n)→1

であるから,sinxの無限積表示

  sinx=xΠcosx/2^n

      =x(1−x^2/π^2)(1−x^2/4π^2)(1−x^2/9π^2)・・・

が得られる.この結果は,sinxがx=0,±π,±2π,±3π,・・・のとき,0になることに一致している.

  sinx/x=cosx/2cosx/4cosx/8・・・

において,x=π/2とおくと,

  2/π=cosπ/2^2cosπ/2^3cosπ/2^4・・・

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【2】ヴィエトの公式(その2)

 半角の公式

  cosx/2=√(1+cosx)/2

また,

  cosπ/2^2=1/√2

  cosπ/2^3=√(1+cosπ/2^2)/2=√(1/2+1/2√1/2)

  cosπ/2^4=√(1+cosπ/2^3)/2=√(1/2+1/2(1/2+1/2√1/2))

以下同様の計算を続けることによって,

  2/π=√(1/2)√(1/2+1/2√1/2)√(1/2+1/2(1/2+1/2√1/2))・・・

が得られる.

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