Hola para la primera.
Lo que he podido hacer es:
Supongamos que existe el límite y vale L
\( \displaystyle\frac{2}{1}\cdot{\displaystyle\frac{3}{2}}\cdot{\displaystyle\frac{5}{4}}\cdot{\displaystyle\frac{9}{8}}\cdot{\displaystyle\frac{17}{16}} ...=\displaystyle\lim_{n \to{+}\infty}{}\displaystyle\prod_{k=1}^{k=n}{\displaystyle\frac{k^2+1}{k^2}}=L \)
Hola. Creo que hay un error en la forma de plantear el producto y que la correcta es \( \displaystyle\prod_{k=0}^{k=\infty}{\displaystyle\frac{ 2^{k-1} + 1}{2^k}} \).
Yo estoy tratando y no sale
Efectivamente, a robinlambada se le trastocaron base y exponente. Siguiendo con su idea, tomemos logaritmos neperianso para transformar el productorio en una serie:
\( \displaystyle\lim_{n \to{+}\infty}{}\displaystyle\prod_{k=1}^{n}{\displaystyle\frac{2^k+1}{2^k}} \)
Entonces,
\( \displaystyle\lim_{n \to{+}\infty}{}\displaystyle\sum_{k=1}^{n}{\ln \left(\displaystyle\frac{2^k+1}{2^k}\right)}
= \displaystyle\lim_{n \to{+}\infty}{}\displaystyle\sum_{k=1}^{n}{\ln \left(1 + \dfrac{1}{2^k}\right)}
\leq{}\displaystyle\lim_{n \to{+}\infty}{}\displaystyle\sum_{k=1}^{n}{\dfrac{1}{2^k}} = 1
\)
Como la serie es convergente, el productorio también. Y sabemos además que está acotado superiormente por \( e \).
Saludos,
Tengo una duda. La demostración me convenció, pero tiene que haber un error en algún lugar (aunque solo sea de cuentas) que no logro encontrar, porque el producto no está acotado por \( e \). Fijate que es creciente y los primeros dos términos multiplicados dan \( 3 \) que es mayor que \( e \).Me equivoco?
Saludos
Tienes toda la razón, es que falta el factor inicial que es 2. El producto en realidad es:
\( \displaystyle\lim_{n \to{+}\infty}{}\displaystyle\prod_{k=0}^{n}{\displaystyle\frac{2^k+1}{2^k}} \)
Y la serie correspondiente:
\( \displaystyle\lim_{n \to{+}\infty}{}\displaystyle\sum_{k=0}^{n}{\ln \left(\displaystyle\frac{2^k+1}{2^k}\right)}
= \displaystyle\lim_{n \to{+}\infty}{}\displaystyle\sum_{k=0}^{n}{\ln \left(1 + \dfrac{1}{2^k}\right)}
\leq{}\displaystyle\lim_{n \to{+}\infty}{}\displaystyle\sum_{k=0}^{n}{\dfrac{1}{2^k}} = 2
\)
Luego el producto está acotado por \( e^2 \approx{} 7.389 \).
Para acotar mejor su valor conviene dejar aparte el facor 2, para utilizar el desarrollo de \( \ln x = x - \dfrac{x^2}{2} + \dfrac{x^3}{3} + \ldots \)
Utilizando el segundo y tercer término de este desarrollo se puede acotar entonces el producto por:
\( 2e^{\frac{5}{6}} < P < 2e^{\frac{37}{42}} \)
\( 4.601951 < P < 4.826394 \)
El valor real es \( P \approx{} 4.768462 \), que desconozco si puede determinarse de forma exacta.
Saludos,