・意外なつながり                       GAI 氏

 (1+1/1)*(1-1/3)*(1+1/5)*(1-1/7)*(1+1/9)*(1-1/11)*(1+1/13)*(1-1/15)*・・・・

はいかなる値に収束すると予想されますか?


(コメント) 頑張って、(1+1/1)*・・・*(1-1/799) まで計算してみたら、

        1.41372237936773

 この値から収束する値を予想すると、 かな?


(追記) 平成25年5月15日付け

 私は、2000万個の積で計算させることで小数第7桁位までが一致してきたので信じてし
まいました。できたらどなたか証明やら、説明を加えてください。


(コメント) もう少し頑張って、(1+1/1)*・・・*(1-1/32767) まで(Excel VBAの限界?)計算
      してみたら、
               1.41420245170593

      となりました。多分丸め誤差がたくさん入っていると思われますが、数字の並びを
      見て、予想から確信に変わりました!(1回使ってみたかったフレーズ...f(^^;)


 空舟さんからのコメントです。(平成25年5月15日付け)

 (2/1)(2/3)(6/5)(6/7) ・・・ において、

   2*2*6*6/1*3*5*7=42 * (1*3)2/(1*3*5*7) =42 * (4!/22*2!)2/(8!/4!*24)

 これより、 2k番目の一般項は、

 4k*(2k!/k!)2/4k!/2k!= 4k*(2k!)3/(4k!) (k!)2= 4k*2kCk/4kC2k

 「Yahoo!知恵袋」によれば、

  2kCk は 4k/√(2k) に近くなるらしい? ・・・ [*]

  4kC2k は 42k/√(4k) に近くなることになる。

 これを適用してみると、  になると思います。


 2つの方法の結果は近い数字ですが微妙に違いました。私がコンピュータで計算すると
むしろっぽかったです。


追記: [*] について考察してみました。離散確率変数P(x)= 2kCx/22k とおく。すなわち、当

   たる確率1/2の試行を2k回したとき、x回当たる確率である。この分布は、平均 2k/2、

   分散 2k/4 の正規分布に近づくことが知られている。

    連続確率変数としてみた時の x=k での値は、分散σ2 = 2k/4 である正規分布の係

   数=1/√(2πσ2) に近づくと考えられる。σを代入すると1/√(πk)
                                        ・・・ ちょっと違いましたね。

   まあ、そこの係数はそのあと約分されるので、同じ結果です。

追記: ところで、2kCk で連想したのですが、2kCk を考察して、「nと2nの間に素数がある」を
    証明する発想が紹介されているのを最近見て、大変面白いと思いました。


 攻略法さんからのコメントです。(平成25年5月19日付け)

 いかなる値に収束すると予想されますか?とのことですが、Cantor積 無限乗積か!?

  (1+1/1)(1-1/3)(1+1/5)(1-1/7)(1+1/9)(1-1/11)(1+1/13)(1-1/15) …

 =(2/1)(2/3) (6/5)(6/7) (10/9)(10/11) (14/13)(14/15) …

 2つずつにすると、

 =(4/3) (36/35) (100/99) (196/195) …

ところで、 = 1.41421356 だから、 1+1/3 = 1.33333333  < < 1+1/2

よって、 1 < (3/4) < (3/2)(3/4) = 9/8 = 1.12500000

(3/4) = 1.06066017 だから、 1+1/35 = 1.02857143  < (3/4) < 9/8+1/34

よって、1 < (3/4)(35/36) < (157/136)(35/36) = 5495/4896 = 1.12234477

(3/4)(35/36) = 1.03119739 だから、 

  1+1/99 = 1.01010101  < (3/4)(35/36) < 5495/4896+1/98

よって、

1 < (3/4)(35/36)(99/100) < (271703/239904)(99/100)
                                = 2988733/2665600 = 1.12122336

(3/4)(35/36)(99/100) = 1.02088541 だから、

  1+1/195 = 1.00512821  < (3/4)(35/36)(99/100) < 2988733/2665600+1/194

よって、

1 < (3/4)(35/36)(99/100)(195/196) < (291239901/258563200)(195/196)
                                     = 11358356139/10135677440 = 1.12063118


(3/4)(35/36)(99/100)(195/196) = 1.01567681 だから、

1+1/323 = 1.00309598  < (3/4)(35/36)(99/100)(195/196) < 11358356139/10135677440+1/322

よって、

1 < (3/4)(35/36)(99/100)(195/196)(323/324) < (261966168157/233120581120)(323/324)
                                  = 4977357194983/4443004016640 = 1.12026844


(3/4)(35/36)(99/100)(195/196)(323/324) = 1.01254201 だから、

1+1/483 = 1.00207039  < (3/4)(35/36)(99/100)(195/196)(323/324)
                                      < 4977357194983/4443004016640+1/482


よって、

1 < (3/4)(35/36)(99/100)(195/196)(323/324)(483/484)
< (1201764585999223/1070763968010240)(483/484)
= 1201764585999223/1072980870635520 = 1.12002424


(3/4)(35/36)(99/100)(195/196)(323/324)(483/484) = 1.01044998 だから、

1+1/675 = 1.00148148  < (3/4)(35/36)(99/100)(195/196)(323/324)(483/484)
< 1201764585999223/1072980870635520+1/674


よって、

1 < (3/4)(35/36)(99/100)(195/196)(323/324)(483/484)(675/676)
< (405531155917055911/361594553404170240)(675/676)
= 2027655779585279555/1810651245194215424 = 1.11984889


(3/4)(35/36)(99/100)(195/196)(323/324)(483/484)(675/676) = 1.00895523 だから、

1+1/899 = 1.00111235  < (3/4)(35/36)(99/100)(195/196)(323/324)(483/484)(675/676)
< 2027655779585279555/1810651245194215424+1/898

よって、

1 < (3/4)(35/36)(99/100)(195/196)(323/324)(483/484)(675/676)(899/900)
< (911322770656387627907/812982409092202725376)(899/900)
=819279170820092477488393/731684168182982452838400 = 1.11971696


(3/4)(35/36)(99/100)(195/196)(323/324)(483/484)(675/676)(899/900) = 1.00783417 だから、

1+1/1155 = 1.00086580  < (3/4)(35/36)(99/100)(195/196)(323/324)(483/484)(675/676)(899/900)
< 819279170820092477488393/731684168182982452838400+1/1154


よって、

1 < (3/4)(35/36)(99/100)(195/196)(323/324)(483/484)(675/676)(899/900)(1155/1156)
< (473089923647284850737221961/422181765041580875287756800)(1155/1156)
= 473089923647284850737221961/422547290379279213707919360 = 1.11961415


(3/4)(35/36)(99/100)(195/196)(323/324)(483/484)(675/676)(899/900)(1155/1156)
= 1.00696234
だから、

1+1/1443 = 1.00069300  
< (3/4)(35/36)(99/100)(195/196)(323/324)(483/484)(675/676)(899/900)(1155/1156)
< 473089923647284850737221961/422547290379279213707919360+1/1442

よって、

1 < (3/4)(35/36)(99/100)(195/196)(323/324)(483/484)(675/676)(899/900)(1155/1156)(1443/1444)
< (48758444084983145284055856223/43522370909065759011915694080)(1443/1444)
= 1804062431144376375510066680251/1611443681863870667005288775680 = 1.11953179



(コメント) 攻略法さんは、だんだん1に近づくということを実験したのかな?ただ、収束が非
      常に遅いので、ちょっと人力で、1.00・・・まで行くのは大変そうな...予感!


 atさんからのコメントです。(平成26年8月31日付け)

 「(1+1/1)*(1-1/3)*(1+1/5)*(1-1/7)*(1+1/9)*(1-1/11)*(1+1/13)*(1-1/15)*・・・・」の無限積
がどのような値になるのか、気になったので調べてみました。

 「岩波 数学公式 2 級数・フーリエ解析」 (岩波書店) の85頁に次の公式が載っています。

  Πn=1〜∞ (1+(-1)nx/(2n-1))=cos(πx/4)-sin(πx/4)

 この公式において、x=-1 とすれば、与式=cos((-π)/4)-sin((-π)/4)= となります。


 GAI さんからのコメントです。(平成26年8月31日付け)

 随分前(平成25年4月27日付け・・・出会いの泉)にアップしていたんですね。すっかり忘
れていました。メモをどこに書いていたのか探しましたが、どうしても見つけ出せませんでし
た。何かの本に書いてあったと思いますが思い出せません。不思議だったのでメモしていた
のでしょう。

 ヘェ〜こんな等式が成立するのですね。奇数だけで構成できるなんてやっぱり無限の世界
は奥深いですね。


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