Log of ROYGB

はてなダイアリーが廃止されるので、引っ越しました。

自然の中のe(2)


自然の中のe(1)」からの続き。

(n-1)と(n+1)

とりあえず、eを求める公式の方も表にして、サイコロの確率から導き出した式の場合との違いを比べてみた。
数が大きくなると、両者の差は小さくなっていくのは確かなようた。


 x  (x/(x-1))^x*1(^(m-1)
(m/(m-1))^(m-1)
これは、カッコの中はn面のサイコロを振った場合の確率から求めた式と同じだが、冪乗の部分が1少ない。ただし、カッコの中の部分の極限値は1に収束するので同じ値に収束するような気もする。


具体的には
\lim_{m\to\infty} \left(\frac{m}{\left(m-1\right)}\right)^m=
\lim_{m\to\infty} \left(\frac{m}{\left(m-1\right)\right)^{m-1}\left(\frac{m}{\left(m-1\right)}\right)
として、右側の部分だけ極限をとると
\lim_{m\to\infty} \left(\frac{m}{\left(m-1\right)}\right)^{m-1}
となり
m=n+1
を代入して
\lim_{n\to\infty} \left(\frac{\left(n+1\right)}{n}\right)^n
を得る。


途中で部分的に極限を取るのがいんちきといえばいんちきで、極限を取っても大丈夫という証明がないとダメだ。それに、極限の部分にもごまかしがあるのだけれど、気分的にはこれで満足してしまった。
でも数式的に成り立つとしても、何か不思議な感じは解決しない。そもそもの、サイコロを振った確率から「e」が登場することの理由というのはわからないからだ。

しかし、特に何も思いつかず、ぼんやりと画面を眺めていた。
と、表の数字の中にに奇妙なものを見つけた。


自然の中のe(3)につづく)

*1:x+1)/x)^x 

 差 
2 4 2.25 1.75
3 3.375 2.37037037 1.00462963
4 3.160493827 2.44140625 0.719087577
5 3.051757813 2.48832 0.563437813
6 2.985984 2.521626372 0.464357628
7 2.941897434 2.546499697 0.395397737
8 2.910285368 2.565784514 0.344500854
9 2.886507578 2.581174792 0.305332786
10 2.867971991 2.59374246 0.274229531
11 2.853116706 2.604199012 0.248917694
12 2.840944377 2.61303529 0.227909086
13 2.830788231 2.620600888 0.210187343
14 2.822185572 2.627151556 0.195034015
15 2.814805239 2.632878718 0.181926521
16 2.808403966 2.637928497 0.170475468
17 2.802799028 2.642414375 0.160384653
18 2.797850515 2.646425821 0.151424694
19 2.793449478 2.650034327 0.143415151
20 2.789509818 2.653297705 0.136212112
50 2.745972701 2.691588029 0.054384672
100 2.731999026 2.704813829 0.027185197
500 2.721005103 2.715568521 0.005436583
1000 2.719642216 2.716923932 0.002718284
10000 2.718417755 2.718145927 0.000271828
100000 2.71829542 2.718268237 0.0000271828
1000000 2.718283188 2.718280469 0.0000027185
 10000000 2.718281966 2.718281694 0.0000002716
グラフにもしてみた。どちらもeに収束しそうではあるが、サイコロの確率からの式によるものが上から近づいていくのに対し、公式は下から近づいていく。 もう少し目盛を拡大してみたが、やはりどちらもeに近づいていく。ただし、これだけでは確実に収束するとはいえない。 今度は差の値をグラフにした。小さい値でも見やすくなるために差の値の目盛も対数表示にした。 これを見ると、差はどんどん小さくなっている。このままの調子で続くとすれば、最後には0に収束するとしてもいいかもしれない。 ただ、それだけでは何なので、もう少し考えてみる。 n+1面のサイコロをn回振って、一度も1がでない場合の確率を計算して逆数をとれば公式の ((n+1)/n)^n になるが、これに何か意味はあるのだろうか。 別の方法としては、 n=m−1 として、公式のnに代入する。 )((m-1+1)/(m-1