User Tools

Site Tools


insanas

Differences

This shows you the differences between two versions of the page.

Link to this comparison view

Both sides previous revisionPrevious revision
Next revision
Previous revision
insanas [2023/08/28 14:07] – external edit 127.0.0.1insanas [2023/09/04 15:25] (current) – external edit 127.0.0.1
Line 1: Line 1:
-aa+<color #ff7f27> Essa página estará em constante evolução para colecionar curiosidades!</color> 
 + 
 +Seja $  sinc(x)=\frac{sen(x)}{x}, x \neq 0, sinc(0)=1.  $ Essa função já foi debatida muito! É possível provar que 
 + 
 +$  \int_{0}^{\infty} sinc(x) dx = \int_{0}^{\infty} sinc^2(x) dx = \frac{\pi}{2}. 
 + 
 +Agora que vem a surpresinha: 
 + 
 +$  \int_{0}^{\infty} sinc(x) dx = \frac{\pi}{2} 
 + 
 +$  \int_{0}^{\infty} sinc(x) sinc(\frac{x}{3}) dx = \frac{\pi}{2} 
 + 
 +$  \int_{0}^{\infty} sinc(x) sinc(\frac{x}{3}) sinc(\frac{x}{5}) dx = \frac{\pi}{2}, 
 + 
 +$  \int_{0}^{\infty} sinc(x) sinc(\frac{x}{3}) sinc(\frac{x}{5}) sinc(\frac{x}{7}) dx = \frac{\pi}{2} 
 + 
 +... 
 + 
 +$  \int_{0}^{\infty} sinc(x) sinc(\frac{x}{3}) sinc(\frac{x}{5}) sinc(\frac{x}{7}) \cdots sinc(\frac{x}{13}) dx = \frac{\pi}{2} 
 + 
 +Imagina quanto é 
 + 
 +$  \int_{0}^{\infty} sinc(x) sinc(\frac{x}{3}) sinc(\frac{x}{5}) sinc(\frac{x}{7}) \cdots sinc(\frac{x}{13}) sinc(\frac{x}{15}) dx ?   $= 
 + 
 +Deve ser $  \frac{\pi}{2}  $ né???? 
 + 
 +<color #ed1c24>Só que não!</color> 
 +$  \int_{0}^{\infty} sinc(x) sinc(\frac{x}{3}) sinc(\frac{x}{5}) sinc(\frac{x}{7}) \cdots sinc(\frac{x}{13}) sinc(\frac{x}{15}) dx =   $ 
 + 
 +$  = \pi(\frac{1}{2} - \frac{6879714958723010531}{935615849440640907310521750000} ) $ 
 + 
 +(Reference https://www.carma.edu.au/resources/jon/sinc-sums.pdf) 
 + 
 +===== Fórmula de Wallis para calcular $  \pi$ ===== 
 +A fórmula de Wallis não é muito complicada e podemos provar aqui: 
 + 
 +objetívo é demonstrar que  
 + 
 +$  \frac{\pi}{2} = \frac{2\times 2\times 4\times 4\times \cdots \times 2m \times 2m \times \cdots}{1 \times 3\times 3 \times 5 \times 5 \times \cdots}$ 
 + 
 +Denotamos por $  W_n = \int_{0}^{\frac{\pi}{2}} sen^n(x) dx $ 
 + 
 +é fácil ver que $  W_0=\frac{\pi}{2} $ e $  W_1 =1. $  
 + 
 +Fazendo um bom exercício de integração por partes podemos mostrar que  
 + 
 +$  W_n = \frac{1}{n} [-cos(x)sen^{n-1}(x)]_{0}^{\frac{\pi}{2}} + \frac{n-1}{n} \int_{0}^{\frac{\pi}{2}} sen^{n-2}(x) dx.  $ 
 + 
 +e portanto  
 + 
 +$  W_n = \frac{n-1}{n} W_{n-1}, n \geq 2. $ Se continuarmos assim obteremos: 
 + 
 +$  W_{2m} = \frac{2m-1}{2m}\frac{2m-3}{2m-2}\cdots \frac{1}{2} W_0 $ 
 + 
 +e para números ímpares: 
 + 
 +$  W_{2m+1} =  \frac{2m}{2m-1}\frac{2m-2}{2m-1}\cdots \frac{1}{2} W_1$ 
 + 
 +Já que $  W_0 = \frac{\pi}{2}, $ então  temos uma relação entre número $  \pi$ e $  W_{2m}.$  
 + 
 +Dividindo as fórmulas para índices ímpares por índices pares teremos: 
 + 
 +$  \frac{W_{2m+1}}{W_{2m}} =  \frac{(2m)(2m) (2m-2)(2m-2)\cdots (2)(2)}{(2m+1)(2m-1)(2m-1)(2m-3)(2m-3)\cdots (3)(3)(1) } \frac{2}{\pi}$ 
 + 
 +e portanto  
 + 
 +$  \frac{\pi}{2} = \frac{(2m)(2m) (2m-2)(2m-2)\cdots (2)(2)}{(2m+1)(2m-1)(2m-1)(2m-3)(2m-3)\cdots (3)(3)(1) } \frac{W_{2m}}{E_{2m+1}} $ 
 + 
 +Agora observe que  
 + 
 +$  0 \leq sen^{2m+1}(x) \leq sen^{2m}(x) \leq sen^{2m-1}(x),  0 \leq x \leq \frac{\pi}{2}$ 
 + 
 +e portanto $  W_{2m+1} \leq W_{2m} \leq W_{2m-1}$. isto implica que  
 + 
 +$  1 = \frac{W_{2m+1}}{W_{2m+1}} \leq \frac{W_{2m}}{W_{2m+1}} \leq \frac{W_{2m-1}}{W_{2m+1}} = \frac{2m+1}{2m}$ 
 + 
 +e usando teorema de sandwich concluímos que $  \lim_{m \rightarrow \infty} \frac{W_{2m}}{W_{2m+1}} = 1$ 
 + 
 +e assim demonstramos a fórmula de Wallis.
insanas.1693242427.txt.gz · Last modified: 2023/08/28 14:07 by 127.0.0.1