池愛子, 鄭米海, 鄭鵬飛
(臺州學(xué)院,浙江 臨海317000)
Wallis 公式指的是
Wallis 不等式[1]指的是:對于n = 1,2,…,有
文獻[2]將式(1)改進為:n = 1,2,…,有
文獻[3]將(2)改進為:n = 1,2,…,有
其中
文獻[4]將(3)改進為:n = 1,2,…,有
其中
本文對式(4)中的ζn及ηn給出了更好的一個表示式.
定理1 對于n = 1,2,…,有
其中
由Wallis 公式,有
考察數(shù)列{xn}的單調(diào)性.為此,考慮
易知
分別記上式分子,分母為An和Bn,那么
于是
由于
所以
如果Δn>0,這說明此時數(shù)列{xn}是嚴格遞增數(shù)列.
當α0= 3,
令Δn>0,此時考慮分母小于0,只要取使β(11 +β)+3n(-6 +7β)+2n2(-9 +8β)<0 最大的β即可.
令
只要滿足:
即可,解得
最小的β 即可.同理,只要滿足
所以
同理可得,右邊
證明完畢.
文獻[5]給出了關(guān)于Catalan 數(shù)
的一個估計:
應(yīng)用定理1,給出Catalan 數(shù)的另一個估計:
表1 各類雙邊不等式左邊的誤差比較
表2 各類雙邊不等式右邊的誤差比較
由上述表格可知,(5)式優(yōu)于(1 ~4)式. 因此本文得到的結(jié)果關(guān)于Wallis 雙邊不等式的加強其結(jié)果更加精細.
[1] D.s.密特利諾維奇著,張小萍.王龍譯. 解析不等式[M].北京:科學(xué)出版社,1987,259.
[2] Kazarinoff D K.On Wallis Formula[J]. Edinburgh Math Notes,1956,40:19 -21.
[3] 趙德鈞.關(guān)于含有WaUis 公式的雙邊不等式[J].數(shù)學(xué)的實踐與認識,2004(7),34(7):166 -188.
[4] 張國銘.關(guān)于Wallis 不等式的上界和下界[J].數(shù)學(xué)的實踐與認識,2007(3),37(5):111 -116.
[5] 徐利治,羅笑南.關(guān)于含有Stirling 公式的雙邊不等式[J].數(shù)學(xué)的實踐與評論,1999,19(3):491 -494.
[6] 匡繼昌.常用不等式(第三版)[M].濟南:山東科學(xué)技術(shù)出版社,2004:96 -97.
[7] 齊玉霞,周金峰.Wallis 不等式的新改進[J]. 數(shù)學(xué)的實踐與認識,2009,39(8):224 -227.
[8] Zhao yue-qing,Wu qing-biao.Wallis Inequality with a Parameter[J]. Journal of Inequalities in Pure and Applied Mathematics,Volume 7,Issue 2,Article 56,2006.