■カタラン数とニュートンの一般化二項級数(その46)
カタラン数の一般項は
Cn=2nCn/(n+1)=(2n)!/n!(n+1)!,
Cn=2n+1Cn/(2n+1)
あるいは
Cn=2nCn−2nCn-1=1,2,5,14,42,・・・
と表される.
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【1】カタラン数の漸近挙動
Cn=2nCn/(n+1)=(2n)!/(n!)^2(n+1)
に対して,スターリングの漸近公式
k!=√2π・k^(k+1/2)・exp(−k)=√(2πk)・(k/e)^k
を適用すると,
Cn〜2^2n/√(nπ)(n+1)〜4^nn^(-3/2)/√π
Cn/4^nn^(-3/2)→1/√π
に収束することがわかる.
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【2】カタラン級数Σunx^nの収束半径
un=1/n・(2n-2,n-1)とおくと
un=(4n-2)/(n+1)・un-1
これより帰納的に(un)^1/n→α≦4
一方、スターリングの公式より
√((n-1)・(2n-2,n-1)≧2^(2n-3)
これより(un)^1/n→α≧4
したがって、(un)^1/n→α=4
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