المرجع الالكتروني للمعلوماتية
المرجع الألكتروني للمعلوماتية

الرياضيات
عدد المواضيع في هذا القسم 9761 موضوعاً
تاريخ الرياضيات
الرياضيات المتقطعة
الجبر
الهندسة
المعادلات التفاضلية و التكاملية
التحليل
علماء الرياضيات

Untitled Document
أبحث عن شيء أخر
غزوة الحديبية والهدنة بين النبي وقريش
2024-11-01
بعد الحديبية افتروا على النبي « صلى الله عليه وآله » أنه سحر
2024-11-01
المستغفرون بالاسحار
2024-11-01
المرابطة في انتظار الفرج
2024-11-01
النضوج الجنسي للماشية sexual maturity
2024-11-01
المخرجون من ديارهم في سبيل الله
2024-11-01

عوامل الضعف الصخري - التبلور والقوام
12-9-2019
Flat Minkowski spacetime, null coordinates, and the Penrose diagram
23-1-2017
الشروط التي يجب توافرها للنص الإذاعي
9-9-2021
كيف تتخلص من الخوف؟
10-7-2019
emergentism (n.)
2023-08-22
المحطات النهائية
15-9-2020

Stirling,s Series  
  
2186   01:56 مساءً   date: 13-3-2019
Author : Abramowitz, M. and Stegun, I. A
Book or Source : Handbook of Mathematical Functions with Formulas, Graphs, and Mathematical Tables, 9th printing. New York: Dover
Page and Part : ...


Read More
Date: 13-3-2019 929
Date: 13-3-2019 1030
Date: 13-3-2019 2187

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.




الجبر أحد الفروع الرئيسية في الرياضيات، حيث إن التمكن من الرياضيات يعتمد على الفهم السليم للجبر. ويستخدم المهندسون والعلماء الجبر يومياً، وتعول المشاريع التجارية والصناعية على الجبر لحل الكثير من المعضلات التي تتعرض لها. ونظراً لأهمية الجبر في الحياة العصرية فإنه يدرّس في المدارس والجامعات في جميع أنحاء العالم. ويُعجب الكثير من الدارسين للجبر بقدرته وفائدته الكبيرتين، إذ باستخدام الجبر يمكن للمرء أن يحل كثيرًا من المسائل التي يتعذر حلها باستخدام الحساب فقط.وجاء اسمه من كتاب عالم الرياضيات والفلك والرحالة محمد بن موسى الخورازمي.


يعتبر علم المثلثات Trigonometry علماً عربياً ، فرياضيو العرب فضلوا علم المثلثات عن علم الفلك كأنهما علمين متداخلين ، ونظموه تنظيماً فيه لكثير من الدقة ، وقد كان اليونان يستعملون وتر CORDE ضعف القوسي قياس الزوايا ، فاستعاض رياضيو العرب عن الوتر بالجيب SINUS فأنت هذه الاستعاضة إلى تسهيل كثير من الاعمال الرياضية.

تعتبر المعادلات التفاضلية خير وسيلة لوصف معظم المـسائل الهندسـية والرياضـية والعلمية على حد سواء، إذ يتضح ذلك جليا في وصف عمليات انتقال الحرارة، جريان الموائـع، الحركة الموجية، الدوائر الإلكترونية فضلاً عن استخدامها في مسائل الهياكل الإنشائية والوصف الرياضي للتفاعلات الكيميائية.
ففي في الرياضيات, يطلق اسم المعادلات التفاضلية على المعادلات التي تحوي مشتقات و تفاضلات لبعض الدوال الرياضية و تظهر فيها بشكل متغيرات المعادلة . و يكون الهدف من حل هذه المعادلات هو إيجاد هذه الدوال الرياضية التي تحقق مشتقات هذه المعادلات.