沃利斯乘积

数学家约翰·沃利斯在1655年写下了今日有名的沃利斯乘积

\prod_{n=1}^{\infty} \frac{2n}{2n-1} \cdot \frac{2n}{2n+1} = \frac{2}{1} \cdot \frac{2}{3} \cdot \frac{4}{3} \cdot \frac{4}{5} \cdot \frac{6}{5} \cdot \frac{6}{7} \cdot \frac{8}{7} \cdot \frac{8}{9} \cdots = \frac{\pi}{2}.

今日多数的微积分教科书透过比较 $\int_0^\pi \sin^nxdx$ 在n是奇数或是偶数，甚至是接近无穷大的情况下，发现即使将n增加一就会发生不一样的情形。在那时，微积分尚未存在，而且有关数学收敛的分析工具也还未俱全，所以完成这证明较现今有相当的难度。从现在来看，从欧拉公式中的正弦展开式得到此乘积是必然的结果。

\frac{\sin(x)}{x} = \left(1 - \frac{x^2}{\pi^2}\right)\left(1 - \frac{x^2}{4\pi^2}\right)\left(1 - \frac{x^2}{9\pi^2}\right) \cdots = \prod_{n = 1}^\infty\left(1 - \frac{x^2}{n^2\pi^2}\right),

在x = π/2时

\frac{2}{\pi} = \prod_{n=1}^{\infty} \left(1 - \frac{1}{4n^2}\right)= \left(1 - \frac{1}{2^2}\right)\left(1 - \frac{1}{2^2 \cdot 4}\right)\left(1 - \frac{1}{2^2 \cdot 9}\right) \cdots

\begin{align} \frac{\pi}{2} &{}= \prod_{n=1}^{\infty} \left(\frac{4n^2}{4n^2 - 1}\right) \\ &{}= \prod_{n=1}^{\infty} \frac{(2n)(2n)}{(2n-1)(2n+1)} = \frac{2}{1} \cdot \frac{2}{3} \cdot \frac{4}{3} \cdot \frac{4}{5} \cdot \frac{6}{5} \cdot \frac{6}{7} \cdot \frac{8}{7} \cdot \frac{8}{9} \cdots \end{align}

词汇	Wallis product
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释义	Wallis product 中文百科沃利斯乘积数学家约翰·沃利斯在1655年写下了今日有名的沃利斯乘积 $\prod_{n=1}^{\infty} \frac{2n}{2n-1} \cdot \frac{2n}{2n+1} = \frac{2}{1} \cdot \frac{2}{3} \cdot \frac{4}{3} \cdot \frac{4}{5} \cdot \frac{6}{5} \cdot \frac{6}{7} \cdot \frac{8}{7} \cdot \frac{8}{9} \cdots = \frac{\pi}{2}.$ 今日多数的微积分教科书透过比较 $\int_0^\pi \sin^nxdx$ 在n是奇数或是偶数，甚至是接近无穷大的情况下，发现即使将n增加一就会发生不一样的情形。在那时，微积分尚未存在，而且有关数学收敛的分析工具也还未俱全，所以完成这证明较现今有相当的难度。从现在来看，从欧拉公式中的正弦展开式得到此乘积是必然的结果。 $\frac{\sin(x)}{x} = \left(1 - \frac{x^2}{\pi^2}\right)\left(1 - \frac{x^2}{4\pi^2}\right)\left(1 - \frac{x^2}{9\pi^2}\right) \cdots = \prod_{n = 1}^\infty\left(1 - \frac{x^2}{n^2\pi^2}\right),$ 在x = π/2时 $\frac{2}{\pi} = \prod_{n=1}^{\infty} \left(1 - \frac{1}{4n^2}\right)= \left(1 - \frac{1}{2^2}\right)\left(1 - \frac{1}{2^2 \cdot 4}\right)\left(1 - \frac{1}{2^2 \cdot 9}\right) \cdots$ $\begin{align} \frac{\pi}{2} &{}= \prod_{n=1}^{\infty} \left(\frac{4n^2}{4n^2 - 1}\right) \\ &{}= \prod_{n=1}^{\infty} \frac{(2n)(2n)}{(2n-1)(2n+1)} = \frac{2}{1} \cdot \frac{2}{3} \cdot \frac{4}{3} \cdot \frac{4}{5} \cdot \frac{6}{5} \cdot \frac{6}{7} \cdot \frac{8}{7} \cdot \frac{8}{9} \cdots \end{align}$ 英语百科 Wallis product 沃利斯乘积 In mathematics, Wallis' product for π, written down in 1655 by John Wallis, states that $\prod_{n=1}^{\infty} \left(\frac{2n}{2n-1} \cdot \frac{2n}{2n+1}\right) = \frac{2}{1} \cdot \frac{2}{3} \cdot \frac{4}{3} \cdot \frac{4}{5} \cdot \frac{6}{5} \cdot \frac{6}{7} \cdot \frac{8}{7} \cdot \frac{8}{9} \cdots = \frac{\pi}{2}$
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