求含有阶乘的不等式c语言,证明含有双阶乘的不等式
根据$n$的奇偶性分开讨论。以下只讨论偶数的情况。若$n$为奇数,可用类似方法证明,过程略。
若$n$为偶数 $n = 2m$:
$$
\array{
& & \sum_{k=1}^n \frac{(k-1)!!}{k!!} \hfill \\
&=& \sum_{k=1}^m \frac{(2k-1)!!}{(2k)!!} + \sum_{k=1}^m \frac{(2k-2)!!}{(2k-1)!!} \hfill & \text{(奇偶项分开求和)} \hfill\\
&=& \sum_{k=1}^m \frac{(k-1/2)!}{k!} + \sum_{k=1}^m \frac{(k-1)!}{2(k-1/2)!} \hfill & \text{(分子分母连续约去公因子2)} \hfill\\
&=& \left(\frac{2(m+1/2)!}{m!}-1\right) + \left(\frac{m!}{(m-1/2)!}-1\right) \hfill & \text{(可归纳证明,见下文)} \hfill \\
&\ge& 2\sqrt{\frac{2(m+1/2)!}{(m-1/2)!}}-2 \hfill & \text{(基本不等式)} \hfill\\
&=& 2\sqrt{2(m+1/2)}-2 \hfill \hfill\\
&=& 2 (\sqrt{n+1}-1) \hfill
}
$$
第二步中,仍用符号$!$表示半整数的阶乘,比如$(5/2)! = (5/2)(3/2)(1/2)$。第三步的结论可用归纳法。比如证明
$$
\sum_{k=1}^m \frac{(k-1/2)!}{k!} = \frac{2(m+1/2)!}{m!}-1
$$
只要验证$m=1$时等式成立,并且
$$
\array{
& & \frac{2(m+1/2)!}{m!}-1 + \frac{(m+1-1/2)!}{(m+1)!} \hfill \\
&=& \frac{(m+1/2)!(2(m+1)+1)}{(m+1)!} -1 \hfill \\
&=& \frac{2((m+1)+1/2)!}{(m+1)!} -1 \hfill
}
$$
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