Sorte de produit (de Wallis ?)
Bonsoir,
J'avais lu dans un article primé que j'ai traduit ici Davis : Intégrale d'Euler et histoire de la fonction Gamma qu'un certain produit (qui s'avère être le produit de Wallis) était égal à $\pi/2$. Je viens de tester par programme et ça m'épate. Du coup, j'ai calculé un produit similaire en ne mettant que les nombres premiers "dedans", c'est-à-dire un produit égal à $\displaystyle\prod\limits_{p \;{\rm premier}} \displaystyle\frac{p^2}{(p-1)(p+1)}$ ; le calcul jusqu'à "loin" semble être égal à 4/3.
Est-ce un résultat connu ? La démonstration est-elle répertoriée ?
Merci de me dire.
Meilleurs voeux à tous pour $43\times47$ !
Cordialement,
Denise Chemla
J'avais lu dans un article primé que j'ai traduit ici Davis : Intégrale d'Euler et histoire de la fonction Gamma qu'un certain produit (qui s'avère être le produit de Wallis) était égal à $\pi/2$. Je viens de tester par programme et ça m'épate. Du coup, j'ai calculé un produit similaire en ne mettant que les nombres premiers "dedans", c'est-à-dire un produit égal à $\displaystyle\prod\limits_{p \;{\rm premier}} \displaystyle\frac{p^2}{(p-1)(p+1)}$ ; le calcul jusqu'à "loin" semble être égal à 4/3.
Est-ce un résultat connu ? La démonstration est-elle répertoriée ?
Merci de me dire.
Meilleurs voeux à tous pour $43\times47$ !
Cordialement,
Denise Chemla
Réponses
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Numériquement je vois plutôt ton produit égal à $\zeta(2)$.
PS:P(m)={prod(k=1,m,prime(k)^2/(prime(k)^2-1.0))}; P(100);
(vous pouvez remplacer $100$ par une valeur plus grande (mais pas trop grande non plus, $100$ convient aussi)
Et vous testez ici: https://pari.math.u-bordeaux.fr/gp.html -
Bonjour,
Le produit dont tu parles est $\prod_p\frac{p^2}{p^2-1}=\prod_p \frac1{1-p^{-2}}=\zeta(2)=\pi^2/6\approx 1{,}645$.
https://fr.m.wikipedia.org/wiki/Problème_de_Bâle
https://fr.m.wikipedia.org/wiki/Fonction_zêta_de_Riemann -
C'est effectivement épatant.
Si on en croit Euler, pour $s>1$,
$$\zeta(s) = \displaystyle\prod\limits_{p \;{\rm premier}} \displaystyle\frac{p^s}{p^s-1}$$
e.v.Personne n'a raison contre un enfant qui pleure. -
Merci de vos réponses, j'aurais dû reconnaître le produit eulérien inversé ; cependant, j'ai
simplement ajouté l'instruction "if prime(x)" au calcul du produit de départ (de l'article et donc de Wallis, p.4), et le
programme répondait 4/3.
La honte, la honte, lendemain de fête, j'ai fait un +2, je n'ai testé que les pairs, ça ne calculait que (2*2)/(1*3), excusez le dérangement.
Cordialement,
Denise -
Denise:
Moi non plus je n'ai pas immédiatement reconnu le produit d'Euler. J'étais concentré sur un calcul de valeurs approchées. :-D -
Si $f$ est multiplicative, alors sa série de Dirichlet possède un produit eulérien (formel, ici) :
$$\sum_{n=1}^\infty \frac{f(n)}{n^s} = \prod_p \left( 1 + \sum_{\alpha = 1}^\infty \frac{f \left( p^\alpha \right)}{p^{\alpha s}} \right).$$
L'étude de la convergence éventuelle de ces objets fait partie du B.A.BA de la théorie analytique des nombres. Avec quelques théorèmes et des valeurs de $s$ bien choisies, on peut obtenir tout plein de résultats inédits. Par exemple :
$\triangleright$ $\displaystyle \prod_p \left( 1 + \frac{1}{p(p+1)} \right) = \frac{\zeta(2)}{\zeta(3)}$ ;
$\triangleright$ $\displaystyle \prod_p \left( 1 + \frac{2p+1}{(p-1)(p+1)^2} \right) = \frac{\zeta(2)^2}{\zeta(3)}$ ;
$\triangleright$ $\displaystyle \prod_p \left( 1 - \frac{1}{p^2+p+1} \right) = \frac{\zeta(3)}{\zeta(2)}$ ;
$\triangleright$ $\displaystyle \prod_p \left( 1 - \frac{1}{p(p^2+p+1)} \right) = \frac{\zeta(3)}{\zeta(2)^2}$ ;
$\triangleright$ $\displaystyle \prod_p \left( 1 + \frac{p+1}{p^3-1} \right) = \frac{\zeta(2) \zeta(3)}{\zeta(4)}$ ;
$\triangleright$ plus généralement, si $a,b > 1$, alors $\displaystyle \prod_p \left( 1 + \frac{p^a+p^b-p^{b+a(1-b)}-1}{(p^a-1)(p^b-1)} \right) = \frac{\zeta(a) \zeta(b)}{\zeta(ab)}$ ;
$\triangleright$ On peut même twister avec un caractère de Dirichlet $\chi$ :
$$\prod_p \left( 1 + \frac{\chi(p)(p-1)}{p(p-\chi(p))} \right) = \frac{L(1,\chi)}{L(2,\chi)}.$$
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Bonjour!
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