104 III. Abschnitt. § 1. Wertbestimmung und Schätzung bestimmter Integrale
n\ — an
zu deren Vollendung noch die Kenntnis des Grenzwertes a erforderlich
ist. Seine Bestimmung gelingt mit Hilfe der Wallis sehen Formel;
schreibt man diese in der Gestalt
2 [1 8 . .. (2» - 1)Y 2 n + 1 ; = oc [(2n) !]*(2« + 1)
und ersetzt man darin n\ und (2n)! durch die nach der Vorschrift (cc)
gebildeten Ausdrücke, so wird
woraus a = ]/2 7t folgt.
Nach Einsetzung dieses Wertes in (a) ergibt sich endgültig
n\ = n H e + 12 ” ]/2 Tin. (ß)
Dies ist die Stirlingsche Formel. 1 ) Sie liefert Grenzen für nl, indem
iß)
man einmal 0 = 0, ein zweitesmal 6 = 1 setzt. Begnügt man sich mit
der unteren zu 6 = 0 gehörigen Grenze als Näherungswert, wie dies für
viele Fälle der Anwendung ausreicht, so hat man die Näherungsformel:
» n\ = n n e~ n Y2rtn.
Zur Illustration diene das folgende. Es ist
20! = 2 432 902 008 176 640 000,
hingegen 20 20 e~ 20 ]/40tc = 2 422 786
(r)
es liegt also tatsächlich der strenge Wert zwischen diesen beiden Gren
l
zen, der oberen weit näher. Das Verhältnis der Grenzen, e 12n , nähert
sich mit wachsendem n der Einheit.
9. Nach Formel 257, 3. ist
7t
2
7t
J'
dx
a* cos s x -j- & 2 sin*5c
0
(ab > 0).
1) Von A. de Moivre und L. Euler vorbereitet, von J. Stirling, Metho
dus differentiatis (1730) zuerst formuliert.