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[不等式] 一个估计或者不等式

从同学的问题想到的
求证:\[ \prod_{k=1}^n(1+\frac{1}{n^2) <4 \]
(初次使用论坛不知道公式对不对……)
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$\prod_{k=1}^n (1+\frac{1}{n^2}) <4 $

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1/n^2 应该是 1/k^2,而 1# 的公式没显示成功是因为 n^2 后面漏了一个 }

左边的极限是可以求出来的,但需要用高数的内容
\[\sin(\pi x)=\pi x\prod_{k=1}^{\infty}\left( 1-\frac{x^2}{k^2} \right),\]令 `x=i`,得到
\[\prod_{k=1}^{\infty}\left( 1+\frac1{k^2} \right)=\frac{\sinh\pi}{\pi}\approx3.676.\]

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仅证明小于 4 可以运用对偶式,令
\begin{align*}
A&=\prod_{k=2}^\infty\left( 1+\frac1{k^2} \right),\\
B&=\prod_{k=2}^\infty\left( 1-\frac1{k^2} \right),
\end{align*}(注意下限由 2 开始)则
\[AB=\prod_{k=2}^\infty\left( 1-\frac1{k^4} \right)<1,\]且
\[B=\prod_{k=2}^\infty\frac{(k-1)(k+1)}{k^2}=\frac{1\cdot3}{2^2}\cdot\frac{2\cdot4}{3^2}\cdot\frac{3\cdot5}{4^2}\cdot\frac{4\cdot6}{5^2}\cdots=\frac12,\]所以 `A<2`,也就是 `\prod_{k=1}^\infty\left( 1+\frac1{k^2} \right)<4`。

以上内容好像都在旧论坛讨论过。

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