■ウォリスの公式とオイラー積(その23)
A=Π(1−1/n^3) n=2〜∞
B=Π(1+1/n^3) n=2〜∞
AB=Π(1−1/n^6) n=2〜∞
A/B=Π((n^3−1)/(n^3+1) n=2〜∞
とする.(その17)(その18)において,
A=cosh(π√3/2)/3π
B=cosh(π√3/2)/2π
であることを証明したが,もう少し考えてみたい.
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[1]B=Π(1+1/n^3) n=2〜∞
βをβ^3=-1の複素解
β=(1+√3i)/2,β^2−β+1=0
とします.
B=Π(n+1)(n−β)(n−β^2)/n^3
B=Π(1+1/n)・(1−β/n)・(1−β^2/n)
なお,ガンマ関数には無限積表示
Γ(x)=∫(0,∞)t^(x-1)exp(−t)dt
=1/xΠ(1+1/n)^x(1+x/n)^(-1) n=1〜∞
が知られています.
Γ(1)=Π(1+1/n)(1+1/n)^(-1)=1
Γ(β)=1/βΠ(1+1/n)^β(1+β/n)^(-1)
Γ(β^2)=1/β^2Π(1+1/n)^β^2(1+β^2/n)^(-1)
Γ(1)Γ(β)Γ(β^2)=−Π(1+1/n)^(β+β^2)(1+β/n)^(-1)(1+β^2/n)^(-1)
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[2]A=Π(1−1/n^3) n=2〜∞
αをα^3=1の複素解
α=(-1+√3i)/2,α^2−α+1=0
とします.
A=Π(n−1)(n−α)(n−α^2)/n^3
A=Π(1−1/n)・(1−α/n)・(1−α^2/n)
なお,ガンマ関数には無限積表示
Γ(x)=∫(0,∞)t^(x-1)exp(−t)dt
=1/xΠ(1+1/n)^x(1+x/n)^(-1) n=1〜∞
が知られています.
Γ(1)=Π(1+1/n)(1+1/n)^(-1)=1
Γ(α)=1/αΠ(1+1/n)^α(1+α/n)^(-1)
Γ(α^2)=1/α^2Π(1+1/n)^α^2(1+α^2/n)^(-1)
Γ(1)Γ(α)Γ(α^2)
=Π(1+1/n)^(α+α^2)(1+α/n)^(-1)(1+α^2/n)^(-1)
=Π(1+1/n)^(-1)(1+α/n)^(-1)(1+α^2/n)^(-1)
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α=−β^2,α^2=−β
ですから,
A=Π(1−1/n)・(1−α/n)・(1−α^2/n)
A=Π(1−1/n)・(1+β/n)・(1+β^2/n)
B=Π(1+1/n)・(1−β/n)・(1−β^2/n)
B=Π(1+1/n)・(1+α/n)・(1+α^2/n)
AB=Π(1−1/n^2)・(1−α/n^2)・(1−α^2/n)
=sin(π)/π・sin(πα)/πα・sin(πα^2)/πα^2→この式は(その14)で証明に用いたものである.
A/B=Π(1−1/n)/(1+1/n)・(1−α/n)/(1+α・(1−α^2/n)/(1+α^2/n)
=(1+1/n)/(1+1/n)・(1+1/n)^α/(1+α/n)(1+1/n)^α^2/(1+α^2/n)
1/B=Π(1+1/n)^(-1)・(1−β/n)^(-1)・(1−β^2/n)^(-1)
=Π(1+1/n)^(β^2−β)・(1−β/n)^(-1)・(1−β^2/n)^(-1)
Γ(−β)=−1/βΠ(1+1/n)^-β(1−β/n)^(-1)
Γ(−β^2)=−1/β^2Π(1+1/n)^-β^2(1−β^2/n)^(-1)
Γ(−β)Γ(−β^2)=1/β^3Π(1+1/n)^-β-β^2(1−β/n)^(-1)(1−β^2/n)^(-1)
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