Czym jest iloczyn Wallisa?

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

Iloczyn Wallisa zapisuje π/2 jako nieskończony iloczyn prostych ułamków: (2/1) × (2/3) × (4/3) × (4/5) × (6/5) × (6/7) × ⋯ Każda liczba parzysta pojawia się dwa razy: raz większa, raz mniejsza od sąsiednich mianowników. Gdy pomnożymy dostatecznie wiele czynników, iloczyn zbiega do π/2 ≈ 1,5708.

Iloczyny częściowe Wallisa zbliżają się do π/2
1.331.41.471.54π/2W(n)151014n

Iloczyn Wallisa: (2/1)(2/3)(4/3)(4/5)(6/5)(6/7)... Iloczyny częściowe zbliżają się do π/2 ≈ 1,5708.

John Wallis wyprowadził ten wzór w 1655 roku z całki ∫₀^(π/2) sinⁿ(x) dx, porównując przypadki parzystych i nieparzystych n. Uderzające jest to, że otrzymujemy π przez czyste mnożenie liczb wymiernych, bez użycia geometrii. Ten sam iloczyn pojawia się także z tożsamości funkcji Gamma: π = Γ(1/2)².

Iloczyn Wallisa: naprzemienne parzyste ułamki
π/2 = (2/1)·(2/3)·(4/3)·(4/5)·(6/5)·(6/7)·…
= Π_{n=1}^∞ (4n²)/(4n²−1)
Wallis wyprowadził ten wzór w 1655 roku, porównując całki z kolejnych potęg sin(x).

Iloczyn Wallisa zbiega bardzo wolno: po n parach czynników błąd jest rzędu 1/(4n). Ma jednak ogromne znaczenie teoretyczne jako jeden z pierwszych badanych iloczynów nieskończonych. Otworzył drogę do analizy wzoru sin(x) = x∏(1 - x²/n²π²) oraz całej teorii iloczynów nieskończonych w analizie zespolonej.

Całki z sin^n(x) od 0 do π/2: wzór parzyste/nieparzyste prowadzi do Wallisa
0.530.881.221.57∫₀^(π/2) sinⁿx dx0235n

Dla parzystych n zachodzi I(n) = (π/2)·(1/2)·(3/4)·(5/6)…(n−1)/n. Dla nieparzystych n mamy I(n) = 1·(2/3)·(4/5)…(n−1)/n. Stosunek sąsiednich całek prowadzi do iloczynu Wallisa.

Powiązane tematy
Pi Podstawowe twierdzenie rachunku całkowego Szereg Taylora
Stosowana w
Matematyka
Fizyka
Inżynieria
🧬Biologia
💻Informatyka
📊Statystyka
📈Finanse
🎨Sztuka
🏛Architektura
Muzyka
🔐Kryptografia
🌌Astronomia
Chemia
🦉Filozofia
🗺Geografia
🌿Ekologia
Want to test your knowledge?
Question
Do czego zbiega iloczyn Wallisa?
tap · space
1 / 10