Co je Wallisův součin?

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

Wallisův součin zapisuje π/2 jako nekonečný součin jednoduchých zlomků: (2/1) × (2/3) × (4/3) × (4/5) × (6/5) × (6/7) × ⋯ Každé sudé číslo se objeví dvakrát, jednou větší a jednou menší než jeho sousedé. Vynásobíte-li dostatek členů, součin konverguje k π/2 ≈ 1.5708.

Wallisovy parciální součiny blížící se k π/2
1.331.41.471.54π/2W(n)151014n

Wallisův součin: (2/1)(2/3)(4/3)(4/5)(6/5)(6/7)... Parciální součiny konvergují k π/2 ≈ 1.5708 zdola a oscilují kolem limitní hodnoty.

John Wallis odvodil tento vzorec roku 1655 z integrálu ∫₀^(π/2) sinⁿ(x) dx porovnáním případů sudého a lichého n. Pozoruhodné je, že odvozuje π z čistého násobení racionálních čísel, bez geometrie. Tentýž součin se objevuje i z identity gama funkce: π = Γ(1/2)².

Wallisův součin: střídající se sudé zlomky
π/2 = (2/1)·(2/3)·(4/3)·(4/5)·(6/5)·(6/7)·…
= Π_{n=1}^∞ (4n²)/(4n²−1)
Wallis derived this in 1655 by comparing integrals of powers of sin(x). It was the first product formula for π.

Wallisův součin konverguje velmi pomalu: po n dvojicích je chyba řádu 1/(4n). Má obrovský teoretický význam jako jeden z prvních nekonečných součinů, které kdy byly studovány, a otevřel cestu k analýze sin(x) = x∏(1 - x²/n²π²) i k celé teorii nekonečných součinů v komplexní analýze.

Integrály sin^n(x) od 0 do π/2: vzor sudých a lichých n dává Wallise
0.530.881.221.57∫₀^(π/2) sinⁿx dx0235n

Sudá n: I(n) = (π/2)·(1/2)·(3/4)·(5/6)…(n−1)/n. Lichá n: I(n) = 1·(2/3)·(4/5)…(n−1)/n. Poměr sousedních integrálů I(2n)/I(2n+1) → 1, což dává Wallisův součin.

Související témata
Základní věta analýzy Taylorova řada
Používá se v
Matematika
Fyzika
Inženýrství
🧬Biologie
💻Informatika
📊Statistika
📈Finance
🎨Umění
🏛Architektura
Hudba
🔐Kryptografie
🌌Astronomie
Chemie
🦉Filozofie
🗺Geografie
🌿Ekologie
Want to test your knowledge?
Question
Kdo objevil Wallisův součin a kdy?
tap · space
1 / 10