■オイラーの発見・メンデルの発見(その12)

[1]n次方程式a0+a1x+a2x^2+・・・+anx^n=0がn根

  α1,α2,α3,・・・,αn

をもつならば

  an(x−α1)(x−α2)・・・(x−αn)=0

  an-1=−an(α1+α2+α3+・・・+αn)

と表すことができる.

[2]同様にa0+a1x+a2x^2+・・・+anx^n=

  a0(1−x/α1)(1−x/α2)・・・(1−x/αn)=0

  a1=−a0(1/α1+1/α2+1/α3+・・・+1/αn)

と表すことができる.

[3]2n次方程式b0−b1x^2+b2x^4+・・・+(−1)^nbnx^2n=0が2n根

  ±β1,±β2,±β3,・・・,±βn

をもつならば

  b0(1−x^2/β1^2)(1−x^2/β2^2)・・・(1−x^2/βn^2)=0

  b1=b0(1/β1^2+1/β2^2+1/β3^2+・・・+1/βn^2)

と表すことができる.

[4]sinx=0,すなわち,

 x/1−x^3/1・2・3+x^5/1・2・3・4・5−・・・=0

の根はx=0,±π,±2π,±3π,・・・

 sinx/x=0,すなわち,

 1−x^2/1・2・3+x^4/1・2・3・4・5−・・・=0

の根はx=±π,±2π,±3π,・・・

[5]sinx/x=(1−x^2/π^2)(1−x^2/4π^2)(1−x^2/9π^2)・・・

1/1・2・3=(1/π^2+1/4π^2+1/6π^2+・・・)

[6]1/1+1/4+1/9+1/16+・・・=π^2/6

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 微積の学び初めに,x→0としたとき,

  sinx/x→1

に出会う.この結果は

  (sinx)’=cosx,(cosx)’=−sinx

を示すのに用いられる.

 その後,sinxのテイラー展開によって,無限級数

  sinx=x−x^3/3!+x^5/5!−x^7/7!+・・・

  sinx/x=1−x^2/3!+x^4/5!−x^6/7!+・・・

が示される.

 それでは,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.

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