Question Number 148753 by Jonathanwaweh last updated on 30/Jul/21
Answered by mathmax by abdo last updated on 31/Jul/21
$$\mathrm{A}_{\mathrm{n}} =\prod_{\mathrm{k}=\mathrm{2}} ^{\mathrm{n}} \:\mathrm{e}\left(\mathrm{1}−\frac{\mathrm{1}}{\mathrm{k}^{\mathrm{2}} }\right)^{\mathrm{k}^{\mathrm{2}} } \:\Rightarrow\mathrm{A}_{\mathrm{n}} =\mathrm{e}^{\mathrm{n}−\mathrm{1}} \:\prod_{\mathrm{k}=\mathrm{2}} ^{\mathrm{n}} \:\left(\mathrm{1}−\frac{\mathrm{1}}{\mathrm{k}^{\mathrm{2}} }\right)^{\mathrm{k}^{\mathrm{2}} } \\ $$$$\Rightarrow\mathrm{log}\left(\mathrm{A}_{\mathrm{n}} \right)=\mathrm{n}−\mathrm{1}+\sum_{\mathrm{k}=\mathrm{2}} ^{\mathrm{n}} \:\mathrm{k}^{\mathrm{2}} \mathrm{log}\left(\mathrm{1}−\frac{\mathrm{1}}{\mathrm{k}^{\mathrm{2}} }\right) \\ $$$$\mathrm{log}^{'} \left(\mathrm{1}−\mathrm{u}\right)\:=−\frac{\mathrm{1}}{\mathrm{1}−\mathrm{u}}=−\left(\mathrm{1}+\mathrm{u}+\mathrm{o}\left(\mathrm{u}\right)\right)\:\Rightarrow \\ $$$$\mathrm{log}\left(\mathrm{1}−\mathrm{u}\right)=−\mathrm{u}−\frac{\mathrm{u}^{\mathrm{2}} }{\mathrm{2}}+\mathrm{o}\left(\mathrm{u}^{\mathrm{2}} \right)\:\Rightarrow \\ $$$$\mathrm{log}\left(\mathrm{1}−\frac{\mathrm{1}}{\mathrm{k}^{\mathrm{2}} }\right)=−\frac{\mathrm{1}}{\mathrm{k}^{\mathrm{2}} }−\frac{\mathrm{1}}{\mathrm{2k}^{\mathrm{4}} }+\mathrm{o}\left(\frac{\mathrm{1}}{\mathrm{k}^{\mathrm{4}} }\right)\:\Rightarrow \\ $$$$\mathrm{k}^{\mathrm{2}} \:\mathrm{log}\left(\mathrm{1}−\frac{\mathrm{1}}{\mathrm{k}^{\mathrm{2}} }\right)=−\mathrm{1}−\frac{\mathrm{1}}{\mathrm{2k}^{\mathrm{2}} }+\mathrm{o}\left(\frac{\mathrm{1}}{\mathrm{k}^{\mathrm{2}} }\right)\:\Rightarrow \\ $$$$\mathrm{logA}_{\mathrm{n}} \sim\mathrm{n}−\mathrm{1}+\sum_{\mathrm{k}=\mathrm{2}} ^{\mathrm{n}} \left(−\mathrm{1}−\frac{\mathrm{1}}{\mathrm{2k}^{\mathrm{2}} }\right)\:+\mathrm{o}\left(\frac{\mathrm{1}}{\mathrm{n}^{\mathrm{2}} }\right)\:\:\Rightarrow \\ $$$$\mathrm{logA}_{\mathrm{n}} \sim\mathrm{n}−\mathrm{1}−\left(\mathrm{n}−\mathrm{1}\right)−\frac{\mathrm{1}}{\mathrm{2}}\sum_{\mathrm{k}=\mathrm{2}} ^{\mathrm{n}} \:\frac{\mathrm{1}}{\mathrm{k}^{\mathrm{2}} }+\mathrm{o}\left(\frac{\mathrm{1}}{\mathrm{n}^{\mathrm{2}} }\right)\: \\ $$$$=−\frac{\mathrm{1}}{\mathrm{2}}\left(\sum_{\mathrm{k}=\mathrm{1}} ^{\mathrm{n}} \:\frac{\mathrm{1}}{\mathrm{k}^{\mathrm{2}} }−\mathrm{1}\right)=\frac{\mathrm{1}}{\mathrm{2}}−\frac{\mathrm{1}}{\mathrm{2}}\xi_{\mathrm{n}} \left(\mathrm{2}\right)\:\Rightarrow \\ $$$$\mathrm{lim}_{\mathrm{n}\rightarrow+\infty} \mathrm{logA}_{\mathrm{n}} =\frac{\mathrm{1}}{\mathrm{2}}−\frac{\pi^{\mathrm{2}} }{\mathrm{12}}\:\Rightarrow \\ $$$$\mathrm{lim}_{\mathrm{n}\rightarrow+\infty} \mathrm{A}_{\mathrm{n}} =\mathrm{e}^{\frac{\mathrm{1}}{\mathrm{2}}−\frac{\pi^{\mathrm{2}} }{\mathrm{12}}} \:=\sqrt{\mathrm{e}}×\mathrm{e}^{−\frac{\pi^{\mathrm{2}} }{\mathrm{12}}} \\ $$