Manfred Börgens
Mathematische Probleme  # 133
Ein Jubiläum:
Diese Website wurde vor 25 Jahren gestartet.
Liste aller Probleme mit Lösungen
voriges Problem
zur Leitseite


Summe von Fakultäten

Es ist gut möglich, dass Allan J. Gottlieb, Professor am Courant Institute der New York University, einen Weltrekord hält. Er veröffentlicht seine mathematische Problemseite seit Januar 1966  –  damals war er 20 Jahre alt und Mathematik-Student am MIT  –  ununterbrochen bis heute, also seit 60 Jahren.

Seine  Puzzle Corner  erscheint in der Zeitschrift  Technology Review.

Allan Gottlieb stellte in der Ausgabe 3/1971 seiner Puzzle Corner das Problem # 22 vor: \[\textbf{(1)}~~~\lim_{n \to \infty}~\frac{\sum_{j=1}^n~j~!}{(n-1)~!~+~n~!}~=~1\]               →     Die Summe der ersten \(~n~\) Fakultäten ist asymptotisch gleich den addierten beiden letzten Summanden.

Der Beweis ist nicht besonders schwer und ist die  erste Aufgabe  dieser Problemseite.

Hat Allan Gottlieb übersehen, dass es noch einfacher geht? Es gilt nämlich: \[\textbf{(2)}~~~\lim_{n \to \infty}~\frac{\sum_{j=1}^n~j~!}{n~!}~=~1\]               →     Die Summe der ersten \(~n~\) Fakultäten ist asymptotisch gleich dem letzten Summanden.

Die  zweite Aufgabe  besteht darin, (2) aus (1) herzuleiten.

(2) lässt sich auch direkt beweisen, ohne Kenntnis von (1) oder Rückgriff darauf. Das ist aufwändiger, kann aber als  Zusatzaufgabe  bearbeitet werden.
Ein Tipp dazu kann abgerufen werden, indem der Rest dieser Zeile markiert wird: Produkte logarithmieren, Summen durch Integrale abschätzen.


Lösung


Publiziert 2025-09-07          Stand 2023-04-08


voriges Problem   |   Liste aller Probleme mit Lösungen


Manfred Börgens   |    zur Leitseite