Wat is het Wallis-product?

π/2 = ∏ 4n²/(4n²-1)
π = 2 · (2/1) · (2/3) · (4/3) · (4/5) · (6/5) · (6/7) ⋯. Wallis, 1655.

Het Wallis-product schrijft π/2 als een oneindig product van eenvoudige breuken: (2/1) × (2/3) × (4/3) × (4/5) × (6/5) × (6/7) × ⋯. Elk even getal verschijnt twee keer, één keer groter en één keer kleiner dan zijn buren. Vermenigvuldig je voldoende factoren, dan convergeert het product naar π/2 ≈ 1,5708.

Partiële Wallis-producten naderen π/2
1.331.41.471.54π/2W(n)151014n

Wallis-product: (2/1)(2/3)(4/3)(4/5)(6/5)(6/7)… De deelproducten convergeren van onderaf naar π/2 ≈ 1,5708 en schommelen rond de limiet.

John Wallis leidde deze formule in 1655 af uit het integraal ∫₀^(π/2) sinⁿ(x) dx door de gevallen van even en oneven n te vergelijken. Opmerkelijk is dat π hier uit pure vermenigvuldiging van rationale getallen ontstaat, zonder directe meetkunde. Hetzelfde product volgt ook uit de gammafunctie-identiteit: π = Γ(1/2)².

Het Wallis-product: afwisselende even breuken
π/2 = (2/1)·(2/3)·(4/3)·(4/5)·(6/5)·(6/7)·…
= Π_{n=1}^∞ (4n²)/(4n²−1)
Wallis leidde dit in 1655 af door integralen van machten van sin(x) te vergelijken. Het was de eerste productformule voor π.

Het Wallis-product convergeert zeer langzaam: na n paren is de fout van orde 1/(4n). Theoretisch is het echter enorm belangrijk als een van de eerste oneindige producten die ooit systematisch werden bestudeerd. Het opende de weg naar de analyse van sin(x) = x∏(1 - x²/n²π²) en naar de volledige theorie van oneindige producten in de complexe analyse.

Integralen van sin^n(x) van 0 tot π/2: het patroon van even en oneven n levert Wallis op
0.530.881.221.57∫₀^(π/2) sinⁿx dx0235n

Voor even n geldt I(n) = (π/2)·(1/2)·(3/4)·(5/6)…(n−1)/n. Voor oneven n geldt I(n) = 1·(2/3)·(4/5)…(n−1)/n. De verhouding van naburige integralen I(2n)/I(2n+1) gaat naar 1 en levert daarmee het Wallis-product.

Verwante onderwerpen
Pi Hoofdstelling van de analyse Taylorreeks
Gebruikt in
Wiskunde
Natuurkunde
Techniek
🧬Biologie
💻Informatica
📊Statistiek
📈Financiën
🎨Kunst
🏛Architectuur
Muziek
🔐Cryptografie
🌌Astronomie
Scheikunde
🦉Filosofie
🗺Geografie
🌿Ecologie
Want to test your knowledge?
Question
Wat is de algemene term van het Wallis-product?
tap · space
1 / 10