■カタラン級数の収束半径

 カタラン数の一般項は

  Cn=2nCn/(n+1)=(2n)!/n!(n+1)!,

  Cn=2n+1Cn/(2n+1)

あるいは

  Cn=2nCn−2nCn-1=1,2,5,14,42,・・・

と表される.

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【1】カタラン数の漸近挙動

  Cn=2nCn/(n+1)=(2n)!/(n!)^2(n+1)

に対して,スターリングの漸近公式

  k!=√2π・k^(k+1/2)・exp(−k)=√(2πk)・(k/e)^k

を適用すると,

  Cn〜2^2n/√(nπ)(n+1)〜4^nn^(-3/2)/√π

  Cn/4^nn^(-3/2)→1/√π

に収束することがわかる.

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【2】カタラン級数Σunx^nの収束半径

un=1/n・(2n-2,n-1)とおくと

un=(4n-2)/(n+1)・un-1

これより帰納的に(un)^1/n→α≦4

一方、スターリングの公式より

√((n-1)・(2n-2,n-1)≧2^(2n-3)

これより(un)^1/n→α≧4

したがって、(un)^1/n→α=4

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