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华里士公式只能在0到 pi 2之间用么

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华里士公式只能在0到 pi 2之间用么,真的撑不住了,求给个答案吧!

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2025-08-17 02:53:15

华里士公式只能在0到 pi 2之间用么】华里士公式(Wallis formula)是数学中用于计算圆周率 π 的一个经典公式,常用于积分和级数的计算。它最初是由约翰·沃利斯(John Wallis)在17世纪提出的,形式上通常表示为:

$$

\frac{\pi}{2} = \prod_{n=1}^{\infty} \left( \frac{4n^2}{4n^2 - 1} \right) = \frac{2}{1} \cdot \frac{2}{3} \cdot \frac{4}{3} \cdot \frac{4}{5} \cdot \frac{6}{5} \cdot \frac{6}{7} \cdots

$$

这个公式本身并不局限于区间 [0, π/2],但它在该区间内有重要的应用,尤其是在计算定积分时,如:

$$

\int_0^{\frac{\pi}{2}} \sin^n x \, dx

$$

对于某些特定的 n 值,可以使用华里士公式进行简化。然而,华里士公式本身是一个无限乘积,适用于所有实数范围内的分析。

因此,华里士公式并非仅限于 0 到 π/2 的区间,但在该区间内的应用更为常见和直观。

表格:华里士公式的适用范围与应用场景

项目 内容
公式名称 华里士公式(Wallis formula)
适用范围 实数范围内,不限于 [0, π/2]
原始表达式 $\frac{\pi}{2} = \prod_{n=1}^{\infty} \left( \frac{4n^2}{4n^2 - 1} \right)$
常见应用场景 计算圆周率、求解定积分(如 $\int_0^{\frac{\pi}{2}} \sin^n x \, dx$)
是否仅限于 [0, π/2] 否,但在此区间内应用广泛
相关定积分 $\int_0^{\frac{\pi}{2}} \sin^n x \, dx$ 和 $\int_0^{\frac{\pi}{2}} \cos^n x \, dx$
扩展性 可推广至其他区间或函数形式

结语:

虽然华里士公式在 [0, π/2] 区间内被广泛应用,尤其是与三角函数积分结合时,但其本质是一个更广泛的数学工具,不局限于这一特定区间。理解其适用范围有助于更灵活地运用这一经典公式解决各类数学问题。

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