Що таке добуток Волліса?

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

Добуток Волліса записує π/2 як нескінченний добуток простих дробів: (2/1) × (2/3) × (4/3) × (4/5) × (6/5) × (6/7) × ⋯ Кожне парне число з’являється двічі — один раз більшим і один раз меншим за своїх сусідів. Якщо перемножити досить багато множників, добуток збігається до π/2 ≈ 1.5708.

Часткові добутки Волліса, що наближаються до π/2
1.331.41.471.54π/2W(n)151014n

Добуток Волліса: (2/1)(2/3)(4/3)(4/5)(6/5)(6/7)... Часткові добутки збігаються до π/2 ≈ 1.5708 знизу, коливаючись навколо межі.

Джон Волліс вивів цю формулу у 1655 році з інтеграла ∫₀^(π/2) sinⁿ(x) dx, порівнюючи випадки парних і непарних n. Вражає те, що вона отримує π з чистого множення раціональних чисел, без участі геометрії. Той самий добуток виникає і з тотожності гамма-функції: π = Γ(1/2)².

Добуток Волліса: чергування парних дробів
π/2 = (2/1)·(2/3)·(4/3)·(4/5)·(6/5)·(6/7)·…
= Π_{n=1}^∞ (4n²)/(4n²−1)
Волліс вивів це у 1655 році, порівнюючи інтеграли степенів sin(x). Це була перша формула для π у вигляді добутку.

Добуток Волліса збігається дуже повільно: після n пар похибка має порядок 1/(4n). Його теоретичне значення величезне як одного з перших нескінченних добутків, які взагалі вивчали, і він проклав шлях до аналізу sin(x) = x∏(1 - x²/n²π²) та всієї теорії нескінченних добутків у комплексному аналізі.

Інтеграли sin^n(x) від 0 до π/2: парно-непарний візерунок породжує Волліса
0.530.881.221.57∫₀^(π/2) sinⁿx dx0235n

Для парних n: I(n) = (π/2)·(1/2)·(3/4)·(5/6)…(n−1)/n. Для непарних n: I(n) = 1·(2/3)·(4/5)…(n−1)/n. Відношення сусідніх інтегралів I(2n)/I(2n+1) → 1, що й дає добуток Волліса.

Пов’язані теми
π (пі) Основна теорема аналізу Ряд Тейлора
Used in
Mathematics
Physics
Engineering
🧬Biology
💻Computer Sci
📊Statistics
📈Finance
🎨Art
🏛Architecture
Music
🔐Cryptography
🌌Astronomy
Chemistry
🦉Philosophy
🗺Geography
🌿Ecology
Want to test your knowledge?
Question
Хто відкрив добуток Валліса і коли?
tap · space
1 / 10