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Stirlings-Formel: Frage (beantwortet)
Status: (Frage) beantwortet Status 
Datum: 18:57 Mi 27.03.2013
Autor: Lu-

Aufgabe
Wie komme ich auf:
[mm] \vektor{2n\\ n} 2^{-2n} [/mm] = [mm] \frac{1+o(1)}{\sqrt{\pi n}} [/mm]
Dabei wird verwendet n! = [mm] (\frac{n}{e})^n [/mm] * [mm] \sqrt{2\pi n} [/mm] *(1+o(1))

[mm] \vektor{2n\\ n} 2^{-2n} =\frac{(2n)!}{n!*n!} [/mm] * [mm] 2^{-2n} [/mm] = [mm] \frac{(n+1)*..*(2n-1)*(2n)}{n!} [/mm] * [mm] 2^{-2n} [/mm] = [mm] \frac{e^n *(n+1)*..*(2n-1)*(2n)}{n^n \sqrt{\pi n} *(1+ o(1))} [/mm] * [mm] 2^{-2n-1/2} [/mm]

??

        
Bezug
Stirlings-Formel: Antwort
Status: (Antwort) fertig Status 
Datum: 19:24 Mi 27.03.2013
Autor: MathePower

Hallo Lu-,


> Wie komme ich auf:
>  [mm]\vektor{2n\\ n} 2^{-2n}[/mm] = [mm]\frac{1+o(1)}{\sqrt{\pi n}}[/mm]
>  
> Dabei wird verwendet n! = [mm](\frac{n}{e})^n[/mm] * [mm]\sqrt{2\pi n}[/mm]
> *(1+o(1))
>  [mm]\vektor{2n\\ n} 2^{-2n} =\frac{(2n)!}{n!*n!}[/mm] * [mm]2^{-2n}[/mm] =
> [mm]\frac{(n+1)*..*(2n-1)*(2n)}{n!}[/mm] * [mm]2^{-2n}[/mm] = [mm]\frac{e^n *(n+1)*..*(2n-1)*(2n)}{n^n \sqrt{\pi n} *(1+ o(1))}[/mm]
> * [mm]2^{-2n-1/2}[/mm]
>  
> ??


Setze nach dem zweiten Gleichheitszeichen die Näherung ein.
Und zwar für alle auftretenden Fakultäten.


Gruss
MathePower

Bezug
                
Bezug
Stirlings-Formel: Frage (beantwortet)
Status: (Frage) beantwortet Status 
Datum: 20:14 Mi 27.03.2013
Autor: Lu-

Hallo
> $ [mm] \frac{(n+1)\cdot{}..\cdot{}(2n-1)\cdot{}(2n)}{n!} [/mm] $ * $ [mm] 2^{-2n} [/mm] $ =$ [mm] \frac{e^n \cdot{}(n+1)\cdot{}..\cdot{}(2n-1)\cdot{}(2n)}{n^n \sqrt{\pi n} \cdot{}(1+ o(1))} [/mm] $* $ [mm] 2^{-2n-1/2} [/mm] $

Das habe ich ja im dritten SChritt gemacht. Für n! die Näherung eingesetzt. Ich verstehe grad nicht was du anders meinst - als ich es gemacht habe.
Ist ja nur diese fakultät da..

Bezug
                        
Bezug
Stirlings-Formel: Antwort
Status: (Antwort) fertig Status 
Datum: 02:02 Do 28.03.2013
Autor: reverend

Hallo Lu-,

denk nochmal drüber nach. MathePowers Tipps kannst Du vertrauen.

> > [mm]\frac{(n+1)\cdot{}..\cdot{}(2n-1)\cdot{}(2n)}{n!}[/mm] *
> [mm]2%5E%7B-2n%7D[/mm] =[mm]%20%5Cfrac%7Be%5En%20%5Ccdot%7B%7D(n%2B1)%5Ccdot%7B%7D..%5Ccdot%7B%7D(2n-1)%5Ccdot%7B%7D(2n)%7D%7Bn%5En%20%5Csqrt%7B%5Cpi%20n%7D%20%5Ccdot%7B%7D(1%2B%20o(1))%7D%20[/mm]*
> [mm]2^{-2n-1/2}[/mm]
> Das habe ich ja im dritten SChritt gemacht. Für n! die
> Näherung eingesetzt. Ich verstehe grad nicht was du anders
> meinst - als ich es gemacht habe.
> Ist ja nur diese fakultät da.

Das ist doch ein starkes Indiz für ein Missverständnis. Versuchs mal einen Schritt davor, also vor dem Kürzen von n!.

Grüße
reverend

Bezug
                                
Bezug
Stirlings-Formel: Frage (beantwortet)
Status: (Frage) beantwortet Status 
Datum: 16:53 Fr 29.03.2013
Autor: Lu-

Ah ok.

[mm] \frac{(2n)!}{n!*n!} 2^{-2n} [/mm] = [mm] \frac{(\frac{2n}{e})^{2n} \sqrt{4 \pi n } (1+o(1))}{[(\frac{n}{e})^{n} \sqrt{2 \pi n } (1+o(1))]^2} *2^{-2n} [/mm] = [mm] \frac{2^{2n}(\frac{n}{e})^{n} *(\frac{n}{e})^{n} ~ \sqrt{2} \sqrt{2 \pi n } (1+o(1))}{[(\frac{n}{e})^{n} \sqrt{2 \pi n } (1+o(1))]^2} [/mm] * [mm] 2^{-2n} [/mm] = [mm] \frac{2^{2n}* (\frac{n}{e})^n * \sqrt{2} }{(\frac{n}{e})^{n} \sqrt{2 \pi n } (1+o(1))} 2^{-2n} [/mm] = [mm] \frac{1}{\sqrt{\pi n} * (1+o(1))} [/mm]

Wo liegt mein Fehler? Finde ihn leider nicht.

Bezug
                                        
Bezug
Stirlings-Formel: Antwort
Status: (Antwort) fertig Status 
Datum: 17:48 Fr 29.03.2013
Autor: Al-Chwarizmi


> Ah ok.
>  
> [mm]\frac{(2n)!}{n!*n!} 2^{-2n}[/mm] = [mm]\frac{(\frac{2n}{e})^{2n} \sqrt{4 \pi n } (1+o(1))}{[(\frac{n}{e})^{n} \sqrt{2 \pi n } (1+o(1))]^2} *2^{-2n}[/mm]
> = [mm]\frac{2^{2n}(\frac{n}{e})^{n} *(\frac{n}{e})^{n} ~ \sqrt{2} \sqrt{2 \pi n } (1+o(1))}{[(\frac{n}{e})^{n} \sqrt{2 \pi n } (1+o(1))]^2}[/mm]
> * [mm]2^{-2n}[/mm] = [mm]\frac{2^{2n}* (\frac{n}{e})^n * \sqrt{2} }{(\frac{n}{e})^{n} \sqrt{2 \pi n } (1+o(1))} 2^{-2n}[/mm]
> = [mm]\frac{1}{\sqrt{\pi n} * (1+o(1))}[/mm]
>  
> Wo liegt mein Fehler? Finde ihn leider nicht.


Weshalb denkst du denn, dass da jetzt noch ein Fehler sei ?

Es gilt nämlich    [mm] $\frac{1}{1+o(1)}\ [/mm] =\ 1+o(1)$

(dabei stehen natürlich die beiden o(1) nicht für
den exakt gleichen Term ...)

LG   Al-Chw.


Bezug
                                                
Bezug
Stirlings-Formel: Frage (beantwortet)
Status: (Frage) beantwortet Status 
Datum: 17:54 Fr 29.03.2013
Autor: Lu-


> Es gilt nämlich    $ [mm] \frac{1}{1+o(1)}\ [/mm] =\ 1+o(1) $

Wie kommst du darauf?

LG

Bezug
                                                        
Bezug
Stirlings-Formel: Antwort
Status: (Antwort) fertig Status 
Datum: 20:58 Fr 29.03.2013
Autor: Al-Chwarizmi


> > Es gilt nämlich    [mm]\frac{1}{1+o(1)}\ =\ 1+o(1)[/mm]
>  Wie
> kommst du darauf?


Sei der erste Ausdruck o(1) ein Term a

Dann ist  [mm] $\frac{1}{1+a}\ [/mm] =\ [mm] 1-a+a^2-a^3\pm\,.....\ [/mm] =\ [mm] 1-o(1)+(o(1))^2-(o(1))^3\pm\,.....$ [/mm]

und nach der Landau-Notation ist dieses Ergebnis
ebenfalls von der Ordnung  1+o(1)

LG ,   Al-Chw.

Bezug
                                                                
Bezug
Stirlings-Formel: Mitteilung
Status: (Mitteilung) Reaktion unnötig Status 
Datum: 21:06 Fr 29.03.2013
Autor: reverend

Hallo Al,

es ginge noch einfacher (aber im wesentlichen genauso).

> > > Es gilt nämlich [mm]\frac{1}{1+o(1)}\ =\ 1+o(1)[/mm]
> > Wie
> > kommst du darauf?

Gewöhnliche "Äquivalenzumformung" (die es hier ja eigentlich nicht ist) genügt auch:

[mm] \Rightarrow 1=(1+o(1))1^2=1+2o(1)+(o(1))^2 [/mm]

> Sei der erste Ausdruck o(1) ein Term a

>

> Dann ist [mm]\frac{1}{1+a}\ =\ 1-a+a^2-a^3\pm\,.....\ =\ 1-o(1)+(o(1))^2-(o(1))^3\pm\,.....[/mm]

>

> und nach der Landau-Notation ist dieses Ergebnis
> ebenfalls von der Ordnung 1+o(1)

...und das gilt auch für das andere.

Grüße
reverend

Bezug
                                                                
Bezug
Stirlings-Formel: Mitteilung
Status: (Mitteilung) Reaktion unnötig Status 
Datum: 15:41 Sa 30.03.2013
Autor: Lu-

Vielen Dank für die Erklärung !

Lg, Lu

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