■書ききれなかった微分積分の話(その27)
(その26)に関係したことであるが,スターリング近似に関係する不等式を掲げてみたい.
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[1] e(n/e)^n<n!<en(n/e)^n
e<√(2πn)<en
e(n/e)^n<√(2πn)(n/e)^n<en(n/e)^n
−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−
[2] 1/n・2/n・・・(n−1)/n・n/n≦1/2^n-1
(証)左辺に対して,相加平均・相乗平均不等式を適用すると
左辺≦(Σk/n^2)^n=((n+1)/2n)^n=1/2^n(1+1/n)^n
ここで,
(1+1/n)^n
は増加数列で
2≦(1+1/n)^n≦e
あることがいえるので,n!≦2(n/2)^nが証明されたことになる.
−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−
[3]
n!^2=(1・2・・・n)(n・・・2・1)=Πk(n+1−k)
Πn≦n!^2≦Π(n+1)^2/4
より
n^n/2≦n!≦(n+1)^n/2^n
2^n(1+1/n)^-n≦n^n/n!≦n^n/2
が成り立つ.
ここで,
(1+1/n)^n
は増加数列で
2≦(1+1/n)^n≦e
あるので,
2^n/2≧2^n(1+1/n)^-n
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