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无限乘积


A类产品涉及无限的术语数量。这些产品可以融合。事实上积极的 a_n(名词),的产品 产品_(n=1)^(infty)a_n收敛到非零若(iff) sum_(n=1)^(infty)lna_n聚合。

无限乘积可用于定义余弦

 cosx=product_(n=1)^infty[1-(4x^2)/(pi^2(2n-1)^2)],
(1)

伽马函数

 伽马(z)=[ze^(gammaz)product_(r=1)^infty(1+z/r)e^(-z/r)]^(-1),
(2)

正弦、和sinc函数.它们也出现在多边形外接,

 K=乘积_(n=3)^infty1/(cos(pi/n))。
(3)

一个有趣的欧拉无穷乘积公式圆周率n个第个首要的 p_n号

圆周率=2/(product_(n=1)^(infty)[1+(sin(1/2点n))/(p_n)])
(4)
=2/(产品_(n=2)^(infty)[1+((-1)^[(p_n-1)/2))/(p_n)])
(5)

(Blatner,1997年)。克纳尔公式给出了伽马函数 伽马(x)用无穷乘积表示

 伽马(1+v)=2^(2v)乘积_(m=1)^系数[pi^(-1/2)伽马(1/2+2^(-m)v)]。
(6)

A类正则化积身份由以下公式给出

 英菲=product_(k=1)^^^inftyk=sqrt(2pi)
(7)

(穆尼奥斯·加西亚和佩雷斯·马尔科,2003年,2008年)。

梅林公式状态

 产品_(n=0)^输入(1+y/(n+x))e^(-y/(n+x),
(8)

哪里psi0(x)地高玛函数伽马(x)伽马函数.

以下类别的产品

产品_(n=2)^(infty)(n^2-1)/(n^2+1)=毕加索皮
(9)
产品_(n=2)^(infty)(n^3-1)/(n^3+1)=2/3
(10)
产品_(n=2)^(infty)(n^4-1)/(n^4+1)=-1/2pisinhpicsc[(-1)^(1/4)pi]csc[(-1”^(3/4)pi]
(11)
=(pisinh(pi))/(cosh(sqrt(2)pi)-cos(sqrt(2)π))
(12)
产品_(n=2)^(infty)(n^5-1)/(n^5+1)=(2伽马(-(-1)^(1/5))伽马((-1)^(2/5))伽马(-(-1)^(3/5))伽马((-1)^(4/5))/(5伽马(((-1)^(1/5))伽马(-(-1)^(2/5))伽马(((-1)^(3/5)))
(13)

(博尔文等。2004年,第4-6页),其中伽马(z)伽马函数,第一种方法是在Borwein和Corless(1999)中给出的,可以进行分析。特别是,对于r> 1个,

 产品_(n=1;n!=m)^系数(n^r-m^r)/(n^r+m^r,
(14)

哪里ω_k=e^(ipi/k)(博尔文等。2004年,第6-7页)。不知道是否(13)是代数的,尽管已知不满足次数较少的整数多项式小于21且欧氏范数小于5×10^(18)(博尔文等。2004年,第7页)。

以下形式的产品可以进行分析,

 产品_(k=1)^infty((1+k^(-1))^2)/(1+2k^产品_(k=1)^数量((1+k^(-1)+k^(-2))^2)/(1+2k^(-1)+3k^(-2)=(3sqrt(2)cosh^2(1/2活塞(3))csch(活塞(2)))/pi乘积_(k=1)^系数((1+k^(-1)+k^(-2)+kqu(-3))^2)/(1+2k^产品_(k=1)^系数((1+k^(-1)+k^(-2)+k*(-3)+k*2)^2)/(1+2k*(-1)+3k*(-2)+4k*3)+5k*4)=产品_(i=1)*4(γ_i)/(γ_2(z_i)),
(15)

哪里x指数,y_i(y_i)、和z _ i是的根

x^3-5x^2+10x-10=0
(16)
年^4-6年^3+15年^2-20年+15年=0
(17)
z^4-5z^3+10z^2-10z+5=0,
(18)

也可以分别进行分析。请注意(17)和(18)Borwein和Corless(1999)不知道。这些是结果的特殊情况

 product_(k=1)^infty(sum_(i=1)^(p)(a_i)/(k^i))/(sum_(i=0)^(q)(b_i)/(k^i))=(b_q)/(a_p)(product_(i=0)^(q)Gamma(-s_i))/(product_(i=0)^(p)Gamma(-r_i)),
(19)

如果a_0=b_0=1a_1=b_1,哪里理化指数我第个的根总和_(j=0)^(p)a_j/k^js _ i我第个的根总和_(j=0)^(q)b_j/k^j(P.Abbott,pers.comm.,2006年3月30日)。

对于k> =2,

 奇数k的乘积_(n=2)^系数(1-1/(n^k))={1/(k乘积_
(20)

(D.W.Cantrell,《公共事务委员会》,2006年4月18日)。前几个明确的例子是

产品_(n=2)^(infty)(1-1/(n^2))=1/2
(21)
产品_(n=2)^(infty)(1-1/(n^3))=(cosh(1/2磅/平方英寸(3))/(3磅/平方英寸)
(22)
=1/(3伽马(-1)^(1/3))伽马(-(-1)*(2/3))
(23)
产品_(n=2)^(infty)(1-1/(n^4))=(sinhpi)/(4pi)
(24)
产品_(n=2)^(infty)(1-1/(n^5))=1/(5Gamma((-1)^(1/5))Gamma
(25)
产品_(n=2)^(infty)(1-1/(n^6))=(1+cosh(pisqrt(3)))/(12pi^2)。
(26)

这是一般公式的特例

 产品_(k=1)^系数(1-(x^n)/(k^n))=-1/(x^n)产品_(k=0)^(n-1)1/(γ(-e^(2piik/n)x))
(27)

(普鲁德尼科夫等。1986年,第754页)。

同样,对于k> =2,

 奇数k的乘积_(n=1)^inff(1+1/(n^k))={1/(乘积_
(28)

(D.W.Cantrell,《公共通讯》,2006年3月29日)。前几个明确的例子是

产品_(n=1)^(infty)(1+1/(n^2))=(sinhpi)/pi
(29)
产品_(n=1)^(infty)(1+1/(n^3))=1/picosh(1/2活塞(3))
(30)
产品_(n=1)^(infty)(1+1/(n^4))=(cosh(pisqrt(2))-cos(pisq(2)
(31)
=-(sin[(-1)^(1/4)pi]sin[(-1^(3/4)pi])/(pi^2)
(32)
产品_(n=1)^(infty)(1+1/(n^5))=|伽马射线[exp(2/5pii)]
(33)
产品_(n=1)^(infty)(1+1/(n^6))=(sinhpi[coshpi-cos(sqrt(3)pi)])/(2pi^3)。
(34)

这个d日-模拟的表达

 [infty!]_d=product_(n=3)^infty(1-(2^d)/(n^d))
(35)

还有闭合形式表达式,

产品_(n=3)^(infty)(1-4/(n^2))=1/6
(36)
产品_(n=3)^(infty)(1-8/(n^3))=(新几内亚(皮斯克特(3))/(42皮斯克特)
(37)
产品(n=3)^(infty)(1-(16)/(n^4))=(正弦(2pi))/(120pi)
(38)
产品(n=3)^(infty)(1-(32)/(n^5))=|伽马射线[exp(1/5pii)]伽马射线[2exp(7/5pii)]|^(-2)。
(39)

这种类型的无限乘积的一般表达式包括

产品_(n=1)^(infty)[1-(z/n)^(2N)]=(sin(piz))/(piz^(2N-1))乘积_(k=1)^(N-1)|伽玛(ze^(2pii(k-N)/(2N))|^(-2)
(40)
产品_(n=1)^(infty)[1+(z/n)^(2N)]=1/(z^(2N))产品_(k=1)^(N)|Gamma(ze^(pii[2(k-N)-1]/(2N
(41)
产品_(n=1)^(infty)[1-(z/n)^(2N+1)]=1/(伽马(1-z)z^(2N))乘积_(k=1)^(N)|伽马(ze^(pii[2(k-N)-1]/(2N+1))|^(-2)
(42)
产品_(n=1)^(infty)[1+(z/n)^(2N+1)]=1/(伽马(1+z)z^(2N))乘积_(k=1)^(N)|Gamma(ze^(2-pii(k-N-1)/(2N+1)))|^(-2),
(43)

哪里伽马(z)伽马函数|z(z)|表示复模量(卡霍维奇)。(40)和(41)也可以重写作为

产品_(n=1)^(infty)[1-(z/n)^(2N)]=(sin(piz))/(pi^3z^2)[(sinh(piz
(44)
产品_(n=1)^(infty)[1+(z/n)^(2N)]=1/(pi^2z^2)[(sinh(piz))/(piz,
(45)

哪里|_x个_|楼层功能,【x】天花板函数,模数(a,m)是的模量一(修订版米)(卡霍维奇)。

无限产品表单的

产品_(k=1)^(infty)(1-1/(n^k))=(n^(-1))_infty
(46)
=n^(1/24)[1/2theta_1^'(0,n^)(-1/2))]^(1/3)
(47)

收敛于n> 1个,哪里(q) _(_F)是一个-Pochhammer符号θn(z,q)是一个雅各比θ函数。这里n=2case正好是常量问数字分析中遇到的问题搜索.

其他产品包括

产品_(k=1)^(数量)(1+2/k)^((-1)^(k+1)k)=pi/(2e)
(48)
=0.57786367...
(49)
产品_(k=0)^(infty)(1+e^(-(2k+1)pi))=2^(1/4)e^(-pi/24)
(50)
产品_(k=3)^(infty)(1-(pi^2)/(2k^2))秒(pi/k)=0.86885742...
(51)

(组织环境信息系统A086056号A247559型; 普鲁德尼科夫等。1986年,第757页)。注意Prudnikov等。(1986,第757页)也错误地给出了产品

 产品_(k=1)^infty(1-e^(-2pik/sqrt(3)))=(e^,
(52)

哪里(q) _(_F)是一个-Pochhammer符号,作为3^(1/4)e^(-pi/(6sqrt(3))),这与正确的结果不同通过1.8×10^(-5).

以下类似类别的产品也可以进行分析(J.Züñiga,pers.comm.,2004年11月9日),其中再次θn(z,q)是一个雅各比θ函数,

产品_(k=1)^(infty)(1+1/(n^k))=n(1/24)θ_4^(-1/2)(0,n(-1))[1/2θ_1^'(0,n^(-1)
(53)
产品_(k=1)^(infty)((1-n^(-k))/(1+n^=产品_(k=1)^(infty)tanh(1/2klnn)
(54)
=θ_4(0,n^(-1))
(55)
产品_(k=1)^(infty)((1-n^(-2k))/(1+n^=产品_(k=1)^(infty)和^2(klnn)
(56)
=(θ_1^'(0,n^(-1))/(θ_2(0,n ^(-1)))
(57)
产品_(k=1)^(infty)((1-n^(-2k+1))/(1+n^=产品_(k=1)^(infty)tanh^2[(k-1/2)lnn]
(58)
=(θ_4(0,n^(-1))/(θ_3(0,n ^(-1)))
(59)
产品_(k=1)^(infty)(1-1/(n^(2k-1)))=n^(-1/24)θ_4^(1/2)(0,n^
(60)
产品_(k=1)^(infty)(1+1/(n^(2k-1)))=n^(-1/24)θ_3^(1/2)(0,n^
(61)
产品_(k=1)^(infty)[1+(-1)^=2^b_2F_1(a+b,b;a+1;-1)
(62)
=(sqrt(pi)伽马(a+1))/(2^a伽马(1/2(2+b-a))伽玛(1/2(1+b+a)))。
(63)

第一个可以用来表示斐波那契阶乘常数以封闭形式。

巴恩斯G函数由提供

 产品_(n=1)^infty(1+z/n)^ne^(-z+z^2/(2n))=(G(z+1))/(2pi)^(z/2))e^([z(z+1+gammaz^2]/2),
(64)

哪里伽马射线Euler-Mascheroni常数。对于z=1,2、3和4,显式乘积由

产品_(n=1)^(infty)(1+1/n)^ne^(1/(2n)-1)=(e^(1+伽马/2))/(平方(2pi))
(65)
产品_(n=1)^(infty)(1+2/n)^ne(4/(2n)-2)=(e^(3+2gamma))/(2pi)
(66)
产品_(n=1)^(infty)(1+3/n)^ne^(9/(2n)-3)=(e^(6+9gamma/2))/(sqrt(2)pi^(3/2))
(67)
产品_(n=1)^(数量)(1+4/n)^ ne ^(16/(2n)-4)=(3e^(10+8伽马))/(pi^2)。
(68)

有趣的身份

 xproduct_(n=1)^infty((1-x^(2n))^8)/((1-x(2n-1))^8=sum_(n=1)^intty2^(3b(n))sigma_3(Od(n)
(69)

(Ewell 19952000),其中b(n)是2除以精确幂的指数n个,奇数(n)=n/2^(b(n))奇数部分属于n个,σ_k(n)除数函数属于n个、和

产品_(n=1)^(infty)(1+x^(2n-1))^8=产品_(n=1)^(infty)(1-x^(2n-1))^8+16x产品_(n=1)
(70)
=1+8x+28x^2+64x^3+134x^4+288x^5+。。。
(71)

(组织环境信息系统A101127号; 雅各比1829;福特等。1994; Ewell 1998,2000),后者被称为“aequatio identica弦论物理学文献中的“深奥的满足”,产生了联系使用τ函数.

一个意外的无限乘积,涉及黑褐色由提供

 |产品_(k=0)^infty[棕色(2^kx)]^(1/(2^k))|=4sin^2x
(72)

(多宾斯基1876年,阿格纽和沃克1947年)。

Gosper首先注意到的一个奇怪的身份是由

产品_(n=1)^(infty)1/e(1/(3n)+1)^=平方(伽马(1/3)/(2pi))(3^(13/24)经验[1+(2pi^2-3psi_1(1/3))/(12pisqrt(3))])/(A^4)
(73)
=1.012378552722912...
(74)

(组织环境信息系统A100072号),其中伽马(z)伽马函数,psi1(z)三伽马函数、和A类Glaisher-Kinkelin公司常数.


另请参阅

阿廷常数,巴恩斯G函数,余弦,d日-模拟,Dedekind Eta函数,迪里克莱Eta函数,多宾斯基公式,欧拉身份,尤勒·马切罗尼常量,欧拉产品,斐波那契阶乘常数,Gamma函数,哈达玛产品,雅可比三乘积,克纳尔公式,梅林公式,梅滕斯定理,五边形数定理,多边形外切,多边形书写,电力塔,Prime(主要)产品,Q函数,-系列,黎曼-泽塔函数,Sinc公司功能,正弦,斯蒂芬斯常量,沃利斯公式

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M.Abramowitz和I.A.Stegun。(编辑)。带公式、图形和数学表的数学函数手册,第9版。纽约:多佛,第75页,1972年。阿格纽,R.P。和Walker,R.J。“三角无穷乘积。”阿默尔。数学。每月 54,206-211, 1947.Arfken,G.《无限产品》第5.11节数学物理学家方法,第三版。佛罗里达州奥兰多:学术出版社,第346-351页,1985D.布拉特纳。这个皮的喜悦。纽约:Walker,第119页,1997年。Borwein,J。;Bailey,D。;和Girgensohn,R.“两种产品”第1.2节实验数学:发现的计算途径。马萨诸塞州韦尔斯利:A K Peters,第4-7页,2004年。J.M.博文。和Corless,R.M。“新兴市场实验数学工具。"阿默尔。数学。每月 106,899-909, 1999.多宾斯基(Dobinski,G.),《非商业因素的产品》档案数学。u.物理。 59, 98-100, 1876.埃尔德莱伊,A。;马格纳斯,W。;Oberhettinger,F。;和F.G.特里科米。较高的先验函数,第1卷。纽约:Krieger,第6页,1981年。好吧,J.A.公司。“六元组产品标识的算术后果。”Rocky Mtn.J.数学。 25, 1287-1293, 1995.J.A.埃维尔。“关于雅可比恒等式的注记。”程序。阿默尔。数学。索克。 126,421-423, 1998.J.A.埃维尔。“拉马努扬的新代表Tau函数。"程序。阿默尔。数学。索克。 128, 723-726, 2000.芬奇,S.R.公司。《开普勒-布坎普常数》§6.3数学常量。英国剑桥:剑桥大学出版社,第428-429页,2003福特,D。;麦凯,J。;和诺顿,S.P。“有关可复制的更多信息功能。"Commun公司。藻类。 22, 5175-5193, 1994.汉森,埃及共和国。A类系列和产品表。新泽西州恩格尔伍德克利夫斯:普伦蒂斯·霍尔,1975年。雅各比,C.G.公司。J。“E formulis(7.),(8.)sequitur aequatio identica satis austrusa:(14.)[(1-q)(1-q^3)(1-q^5)..]^8+16q[(1+q^2)."基础新星理论功能椭圆星。德国哥尼斯堡:Regiomonti,Sumtibus fratrum Borntraeger,1829年。重印于格萨梅尔特Werke,乐队。 1.普罗维登斯,RI:Amer。数学。《社会学杂志》,第147页,1969年。杰弗里斯,H.和Jeffreys,B.S。“无限产品”§1.14英寸方法数学物理第三版。英国剑桥:剑桥大学出版社,第52-53页,1988年。S.G.将军。无限乘积。“§8.1.6手册复杂变量的。马萨诸塞州波士顿:Birkhäuser,第104-105页,1999年。穆尼奥斯García,E.和Pérez Marco,R.“所有素数的乘积是第4页^2."预印IHES/M/03/34。2003年5月。http://inc.web.ihes.fr/prepub/PREPRINTS/M03/Resu/Resu-M03-34.html.穆尼奥斯García,E.和Pérez Marco,R.“所有素数的乘积是4π^2."Commun公司。数学。物理。 277, 69-81, 2008.Prudnikov,A.P。;于·布里奇科夫。答:。;和O.I.Marichev。“无限产品”§6.2在里面积分和系列,第1卷:基本函数。纽约:Gordon&Breach,第753-757页,1986年。J.F.里特。“分析的表示作为无限产品发挥作用。"数学。Z。 32, 1-3, 1930.斯隆,新泽西州。答:。序列A048651号,A086056号,A100072号,A100220号,A100221号,A100222号,A101127号、和A247559型在“整数序列在线百科全书”中惠塔克,E.T.公司。和G.N.Watson。§7.5-7.6英寸A类现代分析课程,第四版。英国剑桥:剑桥大学出版社,1990年。

参考Wolfram | Alpha

无限乘积

引用如下:

埃里克·魏斯坦(Eric W.Weisstein)。“无限产品。”发件人数学世界--Wolfram Web资源。https://mathworld.wolfram.com/InfiniteProduct.html

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