Τι είναι το γινόμενο του Γουόλις;

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

Το γινόμενο του Γουόλις γράφει το π/2 ως άπειρο γινόμενο απλών κλασμάτων: (2/1) × (2/3) × (4/3) × (4/5) × (6/5) × (6/7) × ⋯ Κάθε άρτιος αριθμός εμφανίζεται δύο φορές, μία μεγαλύτερος και μία μικρότερος από τους γείτονές του. Αν πολλαπλασιάσεις αρκετούς όρους, το γινόμενο συγκλίνει στο π/2 ≈ 1.5708.

Μερικά γινόμενα του Γουόλις που πλησιάζουν το π/2
1.331.41.471.54π/2W(n)151014n

Γινόμενο του Γουόλις: (2/1)(2/3)(4/3)(4/5)(6/5)(6/7)... Τα μερικά γινόμενα συγκλίνουν στο π/2 ≈ 1.5708 από κάτω, ταλαντευόμενα γύρω από το όριο.

Ο Τζον Γουόλις παρήγαγε αυτόν τον τύπο το 1655 από το ολοκλήρωμα ∫₀^(π/2) sinⁿ(x) dx, συγκρίνοντας τις περιπτώσεις άρτιου και περιττού n. Αυτό που τον κάνει αξιοσημείωτο είναι ότι παράγει το π από καθαρό πολλαπλασιασμό ρητών αριθμών, χωρίς να χρειάζεται γεωμετρία. Το ίδιο γινόμενο προκύπτει και από την ταυτότητα της συνάρτησης Γάμμα: π = Γ(1/2)².

Το γινόμενο του Γουόλις: εναλλασσόμενα άρτια κλάσματα
π/2 = (2/1)·(2/3)·(4/3)·(4/5)·(6/5)·(6/7)·…
= Π_{n=1}^∞ (4n²)/(4n²−1)
Ο Γουόλις το παρήγαγε το 1655 συγκρίνοντας ολοκληρώματα δυνάμεων του sin(x). Ήταν ο πρώτος τύπος γινομένου για το π.

Το γινόμενο του Γουόλις συγκλίνει πολύ αργά: μετά από n ζεύγη ο όρος σφάλματος είναι τάξης 1/(4n). Έχει τεράστια θεωρητική σημασία ως ένα από τα πρώτα άπειρα γινόμενα που μελετήθηκαν ποτέ, ανοίγοντας τον δρόμο για την ανάλυση του sin(x) = x∏(1 - x²/n²π²) και ολόκληρη τη θεωρία των άπειρων γινομένων στη μιγαδική ανάλυση.

Ολοκληρώματα του sin^n(x) από 0 έως π/2: το μοτίβο άρτιων/περιττών παράγει τον Γουόλις
0.530.881.221.57∫₀^(π/2) sinⁿx dx0235n

Άρτιο n: I(n) = (π/2)·(1/2)·(3/4)·(5/6)…(n−1)/n. Περιττό n: I(n) = 1·(2/3)·(4/5)…(n−1)/n. Ο λόγος των γειτονικών ολοκληρωμάτων I(2n)/I(2n+1) → 1, δίνοντας το γινόμενο του Γουόλις.

Σχετικά θέματα
Πι Θεμελιώδες Θεώρημα Λογισμού Σειρά Τέιλορ
Χρησιμοποιείται σε
Μαθηματικά
Φυσική
Μηχανική
🧬Βιολογία
💻Επιστήμη υπολογιστών
📊Στατιστική
📈Χρηματοοικονομικά
🎨Τέχνη
🏛Αρχιτεκτονική
Μουσική
🔐Κρυπτογραφία
🌌Αστρονομία
Χημεία
🦉Φιλοσοφία
🗺Γεωγραφία
🌿Οικολογία
Want to test your knowledge?
Question
Πού αλλού εμφανίζεται το γινόμενο του Γουόλις;
tap · space
1 / 10