Wallis çarpımı

Matematikte, Wallis çarpımı, sayısını sonsuz çarpım olarak veren bir ifadedir. 1656'da John Wallis tarafından yayınlanmıstır ve şu şekilde ifade edilmektedir:[1]

İntegral yoluyla kanıt

değiştir

Wallis bu sonsuz çarpımı enterpolasyon kullanarak türetmiştir; ancak, yöntemi titiz olarak kabul edilmemektedir. Daha modern bir çıkarım,   integrali n tek ve çift değerler alırken incelenerek elde edilebilir.

Wallis integrallerinin bir hali olan

 

tanımlayalım. Kısmi integral yöntemi kullanarak

 
 

Şimdi, kolaylık olması açısından iki değişken ikâmesi yaparak şunu elde edelim:

 
 

  ve   değerleri sonradan kullanmak üzere hemen ve kolaylıkla hesapalanabilir.

 

Çift değerler için hesaplamak için   bağlantısını tekrarlayarak kullanıyoruz ve daha önce hesaplanan   değerinde duruyoruz:

 
 

Tek değerler için de benzer bir yöntem takip edilebilir ve   değerinde durulur:

 
 

Ayrıca,   gerçeğine dayanarak

 
 

olduğunu gözlemliyoruz. Her iki tarafı   ile bölerek ve ayrıca   ve   bağlantılarını kullanarak

 

elde ediyoruz. Sıkıştırma teoremi ile

 

elde edilir. Yani,

 
 

elde edilir.

Sinüs fonksiyonu için Euler'in sonsuz çarpımını kullanarak kanıt

değiştir

Yukarıdaki ispat genellikle modern kalkülüs ders kitaplarında yer alsa da, geriye dönüp bakıldığında Wallis çarpımı, sinüs fonksiyonu için daha sonra elde edilmişl olan Euler sonsuz çarpımının kolay bir sonucu olarak ortaya çıkar.

 

  olsun. O zaman,

    [1]

Stirling yaklaşımıyla ilişkisi

değiştir

Faktöriyel fonksiyonu   için ifade edilen Stirling yaklaşımı şunu ifade eder:

 

Wallis çarpımındaki sonlu çarpımları ele elalım:

 

Bu çarpımları yeniden düzenleyerek

 

yazabiliriz. Bu ifadede Stirling yaklaşımını hem   hem de   için kullanırsak,  'nin   iken   ifadesine yakınsadığı gösterilebilir.

Riemann zeta fonksiyonunun sıfır noktasında türevi

değiştir

Riemann zeta fonksiyonu ve Dirichlet eta fonksiyonu şu şekilde tanımlanabilir:[1]

 

Son seriye Euler dönüşümü uygulandığında aşağıdaki elde edilir:

 
 

Ayrıca bakınız

değiştir

Kaynaklar

değiştir
  1. ^ a b c "Wallis Formula". 10 Ekim 2020 tarihinde kaynağından arşivlendi. Erişim tarihi: 27 Ekim 2024. 

Dş bağlantılar

değiştir