2014 dxdy logo

Научный форум dxdy

Математика, Физика, Computer Science, Machine Learning, LaTeX, Механика и Техника, Химия,
Биология и Медицина, Экономика и Финансовая Математика, Гуманитарные науки


Правила форума


Посмотреть правила форума



Начать новую тему Ответить на тему
 
 Отношение произведений натуральных чисел
Сообщение01.06.2016, 20:57 


26/03/12
74
Есть некоторое положительное целое $n$. Нужно найти отношение произведения всех нечетных целых чисел от $3$ до $(2n+1)$ к произведению всех четных целых чисел от $2$ до $(2n)$, т.е.
$$
x = \frac{3 \cdot 5 \cdots 2n+1}{2 \cdot 4 \cdot 6 \cdots 2n}.
$$
Поскольку $n$ может быть весьма большим (несколько десятков тысяч), то использование прямой формулы вызывает затруднение. Может быть есть формулы, позволяющие более эффективно вычислить указанное соотношение?

 Профиль  
                  
 
 Re: Отношение произведений натуральных чисел
Сообщение01.06.2016, 21:01 
Заслуженный участник


10/01/16
2318
kisupov
Выразите Вашу дробь через факториалы.
Примените формулу Стирлинга.

 Профиль  
                  
 
 Re: Отношение произведений натуральных чисел
Сообщение02.06.2016, 14:45 
Заслуженный участник
Аватара пользователя


23/07/08
10910
Crna Gora
kisupov
Для малых $n$ Вы как находите эту дробь? Вычисляете числитель, вычисляете знаменатель и делите?
А Вы не так делайте: возьмите $1$.
Разделите на $2$. Умножьте на $3$.
Разделите на $4$. Умножьте на $5$.
...
Для $n$ порядка десятков тысяч гарантирую отсутствие переполнения и мгновенное вычисление даже на компьютере начала 90-х годов.
Фактически, это реализация рекуррентной формулы, так что, если нужно это вычислить для всех $n$ до какого-то максимального, последовательно для всех и получите.

 Профиль  
                  
 
 Re: Отношение произведений натуральных чисел
Сообщение02.06.2016, 14:58 
Аватара пользователя


11/08/11
1135
Тогда уж лучше вычислять произведения чисел вида $1+\frac{1}{2n}$. Тут вообще переполниться будет затруднительно, вычисляйте хоть до максимального целого числа, хранимого в памяти компьютера.

 Профиль  
                  
 
 Re: Отношение произведений натуральных чисел
Сообщение02.06.2016, 21:59 
Аватара пользователя


05/04/13
585
Можно наверно отлогарифмировать:
$$x=e^s,$$ где
$$s=\sum\limits_{i=1}^{n}\ln\frac{2i+1}{2i}$$

 Профиль  
                  
 
 Re: Отношение произведений натуральных чисел
Сообщение03.06.2016, 09:34 
Заслуженный участник
Аватара пользователя


11/03/08
10092
Москва
Для десятков тысяч - Стирлинг.
Цитата:
$x = \frac{3 \cdot 5 \cdots 2n+1}{2 \cdot 4 \cdot 6 \cdots 2n}=\frac {(2n+1)!} {n!^2 2^{2n}}$

Несложные сокращения и формула, которая для этих значений точнее точного вычисления (поскольку нет накопления ошибки).

 Профиль  
                  
 
 Re: Отношение произведений натуральных чисел
Сообщение03.06.2016, 10:55 
Заслуженный участник
Аватара пользователя


11/03/08
10092
Москва
Отклонения расчёта по формуле Стирлинга и прямым счётом существенны лишь при малых n, и становятся меньше 1% уже при $n>37$, а при $n=10000$ относительная ошибка составляет порядка $10^{-5}$ и, возможно, уже связана с накопленной погрешостью при прямом счёте, а не с ошибкой аппроксимации.

 Профиль  
                  
Показать сообщения за:  Поле сортировки  
Начать новую тему Ответить на тему  [ Сообщений: 7 ] 

Модераторы: Модераторы Математики, Супермодераторы



Кто сейчас на конференции

Сейчас этот форум просматривают: нет зарегистрированных пользователей


Вы не можете начинать темы
Вы не можете отвечать на сообщения
Вы не можете редактировать свои сообщения
Вы не можете удалять свои сообщения
Вы не можете добавлять вложения

Найти:
Powered by phpBB © 2000, 2002, 2005, 2007 phpBB Group