■ほぼ1の数の無限積(その51)
(1・3/2・2)(3・5/4・4)(5・7/6・6)・・・((2n−1)・(2n+1)/2n・2n)・・・
=(1−1/2^2)(1−1/4^2)(1−1/8^2)・・・
=2/π
はウォリスの公式と呼ばれています.
ここでは
Pn=1/2・3/4・5/6・・・(2n−1)/2n
について,n→tとしたときの極限について考えてみます.
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Pn^2=(1/2)^2・(3/4)^2・(5/6)^2・・・
=(1・3/2・2)(3・5/4・4)(5・7/6・6)・・・((2n−1)・(2n+1)/2n・2n)・・・
=(2/π)^2
Pn→2/π
とするのは早合点です.
(2n+1)Pn^2→2/π, Pn→0
が正しいのですが,
P500000=(1/2)^2・・・・(999999/1000000)^2
=(1・3/2・2)(3・5/4・4)(5・7/6・6)・・・999999/100000・1/1000000
(2k−1)(2k+1)<4k^2
P500000<(2,2/2・2)(4,4/4・4)(6・6/6・6)・・・999999/100000・1/1000000<1/1000000=(1/1000)^2
より,
P500000<1/1000
を示すことができます.
わずかに強い誤差評価として
1/2(2n+1)<(2/π)^2Pn^2<1/4n
1/π(n+1/2)<Pn^2<1/πn
Pn〜1/√(πn)
√(πn)Pn→1
なども導かれます.
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