(その18)では偶数次元(n=2k)だけを扱ったが,奇数次元(n=2k+1)の場合はどうなるのだろうか?
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π^(n/2)/Γ(n/2+1)=π^(k+1/2)/Γ((2k+3)/2)
=π^(k+1/2)/{(2k+1)/2・(2k−1)/2・・・√π)
=(2π)^k/(2k+1)!!
=(4π)^kk!/(2k+1)!
一方,n次元切頂八面体の体積は
1/2・(2/n)^n・2^n=2^4k+1/(2k+1)^2k+1
であるから,
(4π)^kk!/(2k+1)!・r^n=2^4k+1/(2k+1)^2k+1
r^n=2(4/π)^k/(2k+1)^k・Πi/(2k+1) (i=k+1〜2k+1)
また,
π^(n/2)/Γ(n/2+1)=(4π)^kk!/(2k+1)!
=(4π)^kk!/(2k)!(2k+1)
に対して,ウォリスの公式を適用すると
=π^k(πk)^1/2/k!(2k+1)
これと,n次元切頂八面体の体積比較では
π^k(πk)^1/2/k!(2k+1)・r^n=2^4k+1/(2k+1)^2k+1
r^n=2(16/π)^k/(πk)^1/2(2k+1)^k・Πi/(2k+1) (i=1〜2k)
r^n=2(4/π)^k/(2k+1)^k・Πi/(2k+1) (i=k+1〜2k+1)
と掛け合わせると
r^2n=4(8/π)^2k/(πk)^1/2(2k+1)^2k・Πi/(2k+1) (i=1〜2k+1)
r^2n〜(8/πn)^n(πn)^1/2・n!/n^n〜(8/πn)^n・πn√2・exp(−n)
r^2=(8/πen)・(πn√2)^1/n
ここで,best fitする中接球(r^2=1/(n−j))を考えると,
(πen/8)・(πn√2)^-1/n=n−j
(πe/8)・(πn√2)^-1/n=(n−j)/n=(1−j/n)
(πe/8)^n・(πn√2)^-1=(1−j/n)^n
n→∞のとき,右辺→exp(−j)であるから,
−j→nlog(πe/8)−log(πn√2)
−j/n→log(πe/8)=0.0652875n
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[結論]
もちろん結論は同じである.n→∞のとき,
r^2=1/(n−j)→1/(1.0652875n)
なる球がスターリングの公式の最良近似球になる.内接球(r^2=1/n,j=0)は最適もののではないにせよ,かなりいい線をいっている近似球体である.
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