به محفل ریاضی ایرانیان خوش آمدید! لطفا برای استفاده از تمامی امکانات عضو شوید
0 امتیاز
59 بازدید
در دانشگاه توسط mansour (781 امتیاز)
ویرایش شده توسط Mohammad.V

مطلوب است اثبات رابطه زیر: $\displaystyle \sum _ {n=0} ^ { \infty } \frac{1}{(3n)!} = \frac{1}{3} (e+ 2e^{ -\frac{1}{2} } \cos( \frac{ \sqrt{3} }{2} ))$

1 پاسخ

0 امتیاز
توسط قاسم شبرنگ (4,161 امتیاز)
ویرایش شده قبل توسط قاسم شبرنگ

در سایه نبوغ و کوشش اویلر و نپر و ... تساوی زیبای زیر را داریم: $$e^x=\sum_{n=0}^ \infty \frac{x^n}{n!}$$

حالا توجه کنید که در دستگاه مختلط ریشه های سوم $1$ عبارتند از $1, \omega , \omega ^2$ که در آن:

$$\omega= \frac{a}{b} (e^{i \frac{2\pi}{3}})= \frac{1}{2}+i \frac{ \sqrt{3}}{2}, \omega ^2=-\frac{1}{2}-i\frac{ \sqrt{3}}{2}$$

حالا واضح است که: $$e^x+e^{ \omega x}+e^{ \omega ^2x}=\sum_{n=0}^ \infty \frac{x^n}{n!}+\sum_{n=0}^ \infty \frac{( \omega x)^n}{n!}+\sum_{n=0}^ \infty \frac{( \omega ^2x)^n}{n!}=\sum_{n=0}^ \infty \frac{(1+\omega^n+\omega ^{2n})x^n}{n!}$$

از طرفی دیگر می توان بررسی کرد که:

$$1+\omega^n+\omega ^{2n}=\begin{cases}3 & n= 3k\\0 & n\neq 3k\end{cases} $$

نتیجه نهایی از استدلال بالا:

$$e^x+e^{ \omega x}+e^{ \omega ^2x}=\sum_{n=0,3 \mid n}^ \infty \frac{x^n}{n!}=3\sum_{n=0}^ \infty \frac{x^{3n}}{(3n)!}$$

می‌ماند قرا دهیم $x=1$ تا نتیجه گیریم که:

$$\sum_{n=0}^ \infty \frac{1}{(3n)!}= \frac{1}{3} (e+e^{ \omega}+e^{ \omega^2})= \frac{1}{3}(e+2e^{-\frac{1}{2}}cos(\frac{\sqrt{3}}{2}))$$

$\Box$

“ [پس از آن که اثبات کرد بهترین ترفند شرط بندی برای مساله ی Gambler's Ruin این است که روی اولین پیشامد شرط ببندیم]: درست است که اگر کسی این کار را بکند احمق است. اما من فقط اثبات کرده ام کسی که کار دیگری را انجام بدهد احمق تر است.
...