■スターリングの公式の図形的証明?(その50)
Stirlingの公式の大体の形は(n!/n^n+1/2・e(−n)がn→∞のときに一定の極限値をもつ)はいろいろな方法で導かれますが,その極限値を正しく√(2π)とするにはWallisの公式が不可欠のようです.実際,これまでの証明はすべてWallisの公式(ないしそれと同等の結果)を活用しております.
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【1】ウォリスの公式
1/2B(1/2,(n+1)/2)=integral(0-π/2)(sinθ)^ndθ
この値をSnとおくと,部分積分により漸化式
Sn=(n-1)/nSn-2
が得られますから,
n=2k(偶数)なら1・3・・・(2k-1)/2・4・・・(2k)*π/2
n=2k+1(奇数)なら2・4・・・(2k)/1・3・・・(2k+1)
これより,
lim1・3・・・(2k-1)/2・4・・・(2k)*√(k)=1/√(π)
変形するとウォリスの公式
(2n)!/(2^nn!)^2√(n)=1/√(π)
が得られる.
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【2】ウォリスの公式(その2)
ウォリスの公式は
π/2=(2・2/1・3)(4・4)/(3・5)(6・6)/(5・7)・・・(2n・2n)/((2n−1)・(2n+1))・・・
と記すとわかりやすい.この公式の不思議なところは有理数の無限積→πになっている点である.
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