Basel problem

Definicja szeregów liczbowych, kryteria zbieżności szeregów. Suma szeregu i iloczyn Cauchy'ego szeregów. Iloczyny nieskończone.
Awatar użytkownika
Waylays
Użytkownik
Użytkownik
Posty: 59
Rejestracja: 26 lis 2014, o 19:14
Płeć: Mężczyzna
Lokalizacja: Kraków
Podziękował: 19 razy
Pomógł: 8 razy

Basel problem

Post autor: Waylays »

Dobry,
w dowodzie Euler'a traktującym o sumie szeregu

\(\displaystyle{ \sum_{n=1}^{\infty}\frac{1}{n^2}=\frac{\pi^2}{6}}\)

funkcja \(\displaystyle{ \sin x}\) (albo \(\displaystyle{ \frac{\sin x}{x}}\)) zostaje przedstawiona na dwa różne sposoby. Pierwszy to szereg Taylora, drugi to pewien specyficzny nieskończony iloczyn:

\(\displaystyle{ \sin x=x\left(1-\frac{x}{\pi}\right)\left(1+\frac{x}{\pi}\right)\left(1-\frac{x}{2\pi}\right)\left(1+\frac{x}{2\pi}\right)\ldots=x\prod_{n=1}^{\infty}\left(1-\frac{x^2}{n^2\pi^2}\right)}\)
Próba zrozumienia:    
Właściwy problem mam w tym, że nie widzę, dlaczego tak skonstruowana funkcja na podstawie miejsc zerowych funkcji \(\displaystyle{ \sin x}\) jest dokładnie taka sama jak \(\displaystyle{ \sin x}\), skoro, na przykładzie wielomianu, funkcja \(\displaystyle{ f(x)}\) i \(\displaystyle{ \frac{1}{6}f(x)}\) ewidentnie nie są takie same. Czy może ten sinus to przypadek? Z tego co przeczytałem, to Euler polegał na swojej intuicji i miał trochę szczęścia w tym dowodzie, że w ogóle da się w ten sposób przedstawić sinusa, bo nie było wtedy jeszcze twierdzenia o rozkładzie na czynniki Weierstrass'a. Próbowałem odpowiedzi szukać też w tym twierdzeniu, ale z racji tego, że pod ręką mam tylko Fichtenholz'a oraz Rudin'a i u drugiego Pana twierdzenie to jest pod koniec książki, a ja jestem prawie na jej początku, to ciężko mi było cokolwiek wydobyć (u Fichtenholz'a nie znalazłem tego twierdzenia, może przeoczyłem). Byłby ktoś tak miły, żeby mi to wytłumaczyć?
a4karo
Użytkownik
Użytkownik
Posty: 22486
Rejestracja: 15 maja 2011, o 20:55
Płeć: Mężczyzna
Lokalizacja: Bydgoszcz
Podziękował: 44 razy
Pomógł: 3858 razy

Basel problem

Post autor: a4karo »

Podziel obie strony przez \(\displaystyle{ x}\) i wylicz granice w zerze, to się przekonasz dlaczego stała jest taka, jaką jest (czyli \(\displaystyle{ 1}\)).
Awatar użytkownika
Santiago A
Użytkownik
Użytkownik
Posty: 247
Rejestracja: 22 sty 2016, o 20:56
Płeć: Mężczyzna
Lokalizacja: Zaragoza
Podziękował: 9 razy
Pomógł: 51 razy

Basel problem

Post autor: Santiago A »

Korzystając z faktoryzacyjnego twierdzenia Weierstraßa (znajdziesz je w internecie) można pokazać, że szereg potęgowy

\(\displaystyle{ \frac{\sin x}{x}}\)

jest produktem liniowych czynników (wyznaczonych przez miejsca zerowe), tak jak dla zwykłych wielomianów. To nie zawsze jest prawdziwe stwierdzenie, ale Eulerowi akurat udało się nie palnąć gafy.
ODPOWIEDZ