正軸体の内接球の体積
π^(n/2)/Γ(n/2+1)・1/n^n/2=π^k/k!・1/(2k)^k
とn次元切頂八面体の体積
1/2・(2/n)^n・2^n=1/2・{1/k}^2k・2^2k
の大小比較を行ってみたい.(その4)での忘れ物である.
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k!/k^kと2(π/8)^kの大小を比較することになるが,(その1)において
1/k・2/k・・・(k−1)/k・k/k≦1/2^k-1
は証明済みである.
π/8<1/2より,
2(π/8)^k≦1/2^k-1=2(1/2)^k
n次元切頂八面体を正軸体の内接球で近似することによって,不等式が改良されたことになる.
なお,
正軸体の内接球の半径=1/√n=√n/n
であるから,n=4のとき,1/√n=2/nとなって,4次元切頂八面体(すなわち正24胞体)に内接する.しかし,n>5のとき
1/√n>2/n
になって,内接球はn次元切頂八面体を包含しないことが示される.
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さらに,πe=8,539・・・より,1/e<π/8<1/2
2exp(−k)≦2(π/8)^k≦2(1/2)^k
が示される.
スターリングの公式は,kがおおきくなるにつれて
n!/n^n〜√(2πn)exp(−n)
であるから,ここまでくればスターリングの公式に非常に接近した値が得られたことになる.
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