Question Number 28981 by abdo imad last updated on 02/Feb/18
$${find}\:{the}\:{values}\:{of}\:\prod_{{n}=\mathrm{2}} ^{\infty} \left(\mathrm{1}−\frac{\mathrm{2}}{{n}\left({n}+\mathrm{1}\right)}\right)\:. \\ $$
Commented by abdo imad last updated on 03/Feb/18
$$\prod_{{n}=\mathrm{2}} ^{\infty} \:\left(\mathrm{1}−\frac{\mathrm{2}}{{n}\left({n}+\mathrm{1}\right)}\right)={lim}_{{n}\rightarrow+\infty} \:{S}_{{n}} \:\:{with}\: \\ $$$${S}_{{n}} =\:\prod_{{k}=\mathrm{2}} ^{{n}} \:\left(\mathrm{1}−\frac{\mathrm{2}}{{k}\left({k}+\mathrm{1}\right)}\right)=\prod_{{k}=\mathrm{2}} ^{{n}} \:\left(\:\frac{{k}^{\mathrm{2}} \:+{k}−\mathrm{2}}{{k}\left({k}+\mathrm{1}\right)}\right)\:{but} \\ $$$${k}^{\mathrm{2}} \:+{k}−\mathrm{2}={k}^{\mathrm{2}} \:−{k}+\:\mathrm{2}{k}−\mathrm{2}={k}\left({k}−\mathrm{1}\right)\:+\mathrm{2}\left({k}−\mathrm{1}\right) \\ $$$$=\left({k}−\mathrm{1}\right)\left({k}+\mathrm{2}\right) \\ $$$${S}_{{n}} =\:\prod_{{k}=\mathrm{2}} ^{{n}} \:\:\:\frac{{k}−\mathrm{1}}{{k}}\:.\frac{{k}+\mathrm{2}}{{k}+\mathrm{1}}=\prod_{{k}=\mathrm{1}} ^{{n}−\mathrm{1}} \:\frac{{k}}{{k}+\mathrm{1}}\:.\prod_{{k}=\mathrm{3}} ^{{n}+\mathrm{1}} \:\frac{{k}+\mathrm{1}}{{k}}\:\: \\ $$$$=\frac{\mathrm{1}}{\mathrm{2}}.\frac{\mathrm{2}}{\mathrm{3}}\prod_{{k}=\mathrm{3}} ^{{n}−\mathrm{1}} \:\frac{{k}}{{k}+\mathrm{1}}.\prod_{{k}=\mathrm{3}} ^{{n}−\mathrm{1}} \:\frac{{k}+\mathrm{1}}{{k}}.\frac{{n}+\mathrm{1}}{{n}}.\frac{{n}+\mathrm{2}}{{n}+\mathrm{1}} \\ $$$${S}_{{n}} =\:\frac{\mathrm{1}}{\mathrm{3}}.\frac{{n}+\mathrm{2}}{{n}}\:\Rightarrow{lim}_{{n}\rightarrow+\:\infty} \:{S}_{{n}} =\frac{\mathrm{1}}{\mathrm{3}}\:{so} \\ $$$$\prod_{{n}=\mathrm{2}} ^{\infty} \:\left(\mathrm{1}−\frac{\mathrm{2}}{{n}\left({n}+\mathrm{1}\right)}\right)=\:\frac{\mathrm{1}}{\mathrm{3}}\:. \\ $$$$ \\ $$
Answered by iv@0uja last updated on 03/Feb/18
$$\mathrm{1}−\frac{\mathrm{2}}{{n}\left({n}+\mathrm{1}\right)}=\frac{{n}^{\mathrm{2}} +{n}−\mathrm{2}}{{n}\left({n}+\mathrm{1}\right)} \\ $$$$\:\:\:\:\:\:\:\:\:\:\:\:\:\:\:\:\:\:\:\:\:\:\:=\frac{\left({n}−\mathrm{1}\right)\left({n}+\mathrm{2}\right)}{{n}\left({n}+\mathrm{1}\right)} \\ $$$$\underset{{n}=\mathrm{2}} {\overset{{m}} {\prod}}\frac{\left({n}−\mathrm{1}\right)\left({n}+\mathrm{2}\right)}{{n}\left({n}+\mathrm{1}\right)} \\ $$$$=\frac{\mathrm{1}\centerdot\mathrm{4}}{\mathrm{2}\centerdot\mathrm{3}}×\frac{\mathrm{2}\centerdot\mathrm{5}}{\mathrm{3}\centerdot\mathrm{4}}×\frac{\mathrm{3}\centerdot\mathrm{6}}{\mathrm{4}\centerdot\mathrm{5}}×…×\frac{\left({m}−\mathrm{1}\right)\left({m}+\mathrm{2}\right)}{{m}\left({m}+\mathrm{1}\right)} \\ $$$$=\frac{\mathrm{1}}{\mathrm{3}}×\frac{{m}+\mathrm{2}}{{m}} \\ $$$$\underset{{m}\rightarrow\infty} {\mathrm{lim}}\frac{{m}+\mathrm{2}}{{m}}=\mathrm{1} \\ $$$$\underset{{n}=\mathrm{2}} {\overset{\infty} {\prod}}\frac{\left({n}−\mathrm{1}\right)\left({n}+\mathrm{2}\right)}{{n}\left({n}+\mathrm{1}\right)}=\frac{\mathrm{1}}{\mathrm{3}}×\mathrm{1}=\frac{\mathrm{1}}{\mathrm{3}} \\ $$