1

المرجع الالكتروني للمعلوماتية

تاريخ الرياضيات

الاعداد و نظريتها

تاريخ التحليل

تار يخ الجبر

الهندسة و التبلوجي

الرياضيات في الحضارات المختلفة

العربية

اليونانية

البابلية

الصينية

المايا

المصرية

الهندية

الرياضيات المتقطعة

المنطق

اسس الرياضيات

فلسفة الرياضيات

مواضيع عامة في المنطق

الجبر

الجبر الخطي

الجبر المجرد

الجبر البولياني

مواضيع عامة في الجبر

الضبابية

نظرية المجموعات

نظرية الزمر

نظرية الحلقات والحقول

نظرية الاعداد

نظرية الفئات

حساب المتجهات

المتتاليات-المتسلسلات

المصفوفات و نظريتها

المثلثات

الهندسة

الهندسة المستوية

الهندسة غير المستوية

مواضيع عامة في الهندسة

التفاضل و التكامل

المعادلات التفاضلية و التكاملية

معادلات تفاضلية

معادلات تكاملية

مواضيع عامة في المعادلات

التحليل

التحليل العددي

التحليل العقدي

التحليل الدالي

مواضيع عامة في التحليل

التحليل الحقيقي

التبلوجيا

نظرية الالعاب

الاحتمالات و الاحصاء

نظرية التحكم

بحوث العمليات

نظرية الكم

الشفرات

الرياضيات التطبيقية

نظريات ومبرهنات

علماء الرياضيات

500AD

500-1499

1000to1499

1500to1599

1600to1649

1650to1699

1700to1749

1750to1779

1780to1799

1800to1819

1820to1829

1830to1839

1840to1849

1850to1859

1860to1864

1865to1869

1870to1874

1875to1879

1880to1884

1885to1889

1890to1894

1895to1899

1900to1904

1905to1909

1910to1914

1915to1919

1920to1924

1925to1929

1930to1939

1940to the present

علماء الرياضيات

الرياضيات في العلوم الاخرى

بحوث و اطاريح جامعية

هل تعلم

طرائق التدريس

الرياضيات العامة

نظرية البيان

الرياضيات : المتتاليات-المتسلسلات :

Stirling,s Series

المؤلف:  Abramowitz, M. and Stegun, I. A

المصدر:  Handbook of Mathematical Functions with Formulas, Graphs, and Mathematical Tables, 9th printing. New York: Dover

الجزء والصفحة:  ...

13-3-2019

2547

Stirling's Series

 

The asymptotic series for the gamma function is given by

 Gamma(z)∼e^(-z)z^(z-1/2)sqrt(2pi)(1+1/(12z)+1/(288z^2)-(139)/(51840z^3)-(571)/(2488320z^4)+...)

(1)

(OEIS A001163 and A001164).

The coefficient a_n of z^(-n) can given explicitly by

 a_n=sum_(k=1)^(2n)(-1)^k(d_3(2n+2k,k))/(2^(n+k)(n+k)!),

(2)

where d_3(n,k) is the number of permutations of n with k permutation cycles all of which are >=3 (Comtet 1974, p. 267). Another formula for the a_ns is given by the recurrence relation

 b_n=1/(n+1)(b_(n-1)-sum_(k=2)^(n-1)kb_kb_(n+1-k)),

(3)

with b_0=b_1=1, then

 a_n=(2n+1)!!b_(2n+1),

(4)

where x!! is the double factorial (Borwein and Corless 1999).

The series for z! is obtained by adding an additional factor of z,

z! = Gamma(z+1)

(5)

∼ e^(-z)z^(z+1/2)sqrt(2pi)(1+1/(12z)+1/(288z^2)-(139)/(51840z^3)-(571)/(2488320z^4)+...).

(6)

The expansion of lnGamma(z) is what is usually called Stirling's series. It is given by the simple analytic expression

lnGamma(z) = 1/2ln(2pi)+(z-1/2)lnz-z+sum_(n=1)^(infty)(B_(2n))/(2n(2n-1)z^(2n-1))

(7)

= 1/2ln(2pi)+(z-1/2)lnz-z+1/(12z)-1/(360z^3)+1/(1260z^5)-...

(8)

(OEIS A046968 and A046969), where B_n is a Bernoulli number. Interestingly, while the numerators in this expansion are the same as those of B_(2n)/(2n) for the first several hundred terms, they differ at n=574, 1185, 1240, 1269, 1376, 1906, 1910, ... (OEIS A090495), with the corresponding ratios being 37, 103, 37, 59, 131, 37, 67, ... (OEIS A090496).


REFERENCES:

Abramowitz, M. and Stegun, I. A. (Eds.). Handbook of Mathematical Functions with Formulas, Graphs, and Mathematical Tables, 9th printing. New York: Dover, p. 257, 1972.

Arfken, G. "Stirling's Series." §10.3 in Mathematical Methods for Physicists, 3rd ed. Orlando, FL: Academic Press, pp. 555-559, 1985.

Borwein, J. M. and Corless, R. M. "Emerging Tools for Experimental Mathematics." Amer. Math. Monthly 106, 899-909, 1999.

Comtet, L. Advanced Combinatorics: The Art of Finite and Infinite Expansions, rev. enl. ed. Dordrecht, Netherlands: Reidel, p. 267, 1974.

Conway, J. H. and Guy, R. K. "Stirling's Formula." In The Book of Numbers. New York: Springer-Verlag, pp. 260-261, 1996.

Havil, J. Gamma: Exploring Euler's Constant. Princeton, NJ: Princeton University Press, pp. 86-88, 2003.

Marsaglia, G. and Marsaglia, J. C. "A New Derivation of Stirling's Approximation to n!." Amer. Math. Monthly 97, 826-829, 1990.

Morse, P. M. and Feshbach, H. Methods of Theoretical Physics, Part I. New York: McGraw-Hill, p. 443, 1953.

Sloane, N. J. A. Sequences A001163/M5400, A001164/M4878, A046968, A046969, A090495, and A090496 in "The On-Line Encyclopedia of Integer Sequences."

Uhler, H. S. "The Coefficients of Stirling's Series for logGamma(z)." Proc. Nat. Acad. Sci. U.S.A. 28, 59-62, 1942.

Wrench, J. W. Jr. "Concerning Two Series for the Gamma Function." Math. Comput. 22, 617-626, 1968.

EN

تصفح الموقع بالشكل العمودي