Question Number 119479 by 675480065 last updated on 24/Oct/20
$$\underset{\mathrm{k}=\mathrm{1}} {\overset{\infty} {\prod}}\mathrm{cos}\left(\frac{\mathrm{x}}{\mathrm{2}^{\mathrm{k}} }\right)\:=\:? \\ $$
Answered by Olaf last updated on 25/Oct/20
$$\mathrm{sin2}\theta\:=\:\mathrm{2sin}\theta\mathrm{cos}\theta \\ $$$$\mathrm{cos}\theta\:=\:\frac{\mathrm{1}}{\mathrm{2}}.\frac{\mathrm{sin2}\theta}{\mathrm{sin}\theta},\:\theta\:\neq\:{k}\pi \\ $$$$\Rightarrow\:\mathrm{cos}\left(\frac{{x}}{\mathrm{2}^{{k}} }\right)\:=\:\frac{\mathrm{1}}{\mathrm{2}}.\frac{\mathrm{sin}\left(\frac{{x}}{\mathrm{2}^{{k}−\mathrm{1}} }\right)}{\mathrm{sin}\left(\frac{{x}}{\mathrm{2}^{{k}} }\right)} \\ $$$$\mathrm{And}\:\underset{{k}=\mathrm{1}} {\overset{{n}} {\prod}}\mathrm{cos}\left(\frac{{x}}{\mathrm{2}^{{k}} }\right)\:=\:\frac{\mathrm{1}}{\mathrm{2}^{{n}} }\underset{{k}=\mathrm{1}} {\overset{{n}} {\prod}}\frac{\mathrm{sin}\left(\frac{{x}}{\mathrm{2}^{{k}−\mathrm{1}} }\right)}{\mathrm{sin}\left(\frac{{x}}{\mathrm{2}^{{k}} }\right)} \\ $$$$\underset{{k}=\mathrm{1}} {\overset{{n}} {\prod}}\mathrm{cos}\left(\frac{{x}}{\mathrm{2}^{{k}} }\right)\:=\:\frac{\mathrm{1}}{\mathrm{2}^{{n}} }.\frac{\mathrm{sin}{x}}{\mathrm{sin}\left(\frac{{x}}{\mathrm{2}^{{n}} }\right)} \\ $$$$\left(\mathrm{telescopic}\:\mathrm{product}\right) \\ $$$$\underset{{k}=\mathrm{1}} {\overset{\infty} {\prod}}\mathrm{cos}\left(\frac{{x}}{\mathrm{2}^{{k}} }\right)\:=\:\mathrm{sin}{x}.\underset{{n}\rightarrow\infty} {\mathrm{lim}}\frac{\mathrm{1}}{\mathrm{2}^{{n}} \mathrm{sin}\left(\frac{{x}}{\mathrm{2}^{{n}} }\right)} \\ $$$$\mathrm{2}^{{n}} \mathrm{sin}\left(\frac{{x}}{\mathrm{2}^{{n}} }\right)\:\underset{\infty} {\sim}\mathrm{2}^{{n}} ×\frac{{x}}{\mathrm{2}^{{n}} }\:=\:{x} \\ $$$$\underset{{k}=\mathrm{1}} {\overset{\infty} {\prod}}\mathrm{cos}\left(\frac{{x}}{\mathrm{2}^{{k}} }\right)\:=\:\frac{\mathrm{sin}{x}}{{x}} \\ $$
Commented by 675480065 last updated on 25/Oct/20
$$\mathrm{Thanks}\:\mathrm{sir}. \\ $$$$\mathrm{can}\:\mathrm{i}\:\mathrm{apply}\:\mathrm{complex}\:\mathrm{numbers}\:\mathrm{to}\:\mathrm{it}? \\ $$
Answered by Bird last updated on 25/Oct/20
$${let}\:{A}_{{n}} =\prod_{{k}=\mathrm{1}} ^{{n}} \:{cos}\left(\frac{{x}}{\mathrm{2}^{{k}} }\right)\:{snd} \\ $$$${B}_{{n}} =\prod_{{k}=\mathrm{1}} ^{{n}} \:{sin}\left(\frac{{x}}{\mathrm{2}^{{k}} }\right)\:{we}\:{hsve} \\ $$$${A}_{{n}} .{B}_{{n}} =\prod_{{k}=\mathrm{1}} ^{{n}} {cos}\left(\frac{{x}}{\mathrm{2}^{{k}} }\right){sin}\left(\frac{{x}}{\mathrm{2}^{{k}} }\right) \\ $$$$=\frac{\mathrm{1}}{\mathrm{2}^{{n}} }\prod_{{k}=\mathrm{1}} ^{{n}} {sin}\left(\frac{{x}}{\mathrm{2}^{{k}−\mathrm{1}} }\right) \\ $$$$=\frac{\mathrm{1}}{\mathrm{2}^{{n}} }\prod_{{k}=\mathrm{0}} ^{{n}−\mathrm{1}} {sin}\left(\frac{{x}}{\mathrm{2}^{{k}} }\right) \\ $$$$=\frac{\mathrm{1}}{\mathrm{2}^{{n}} }\frac{{sinx}}{{sin}\left(\frac{{x}}{\mathrm{2}^{{n}} }\right)}×\prod_{{k}=\mathrm{1}} ^{{n}} \:{sin}\left(\frac{{x}}{\mathrm{2}^{{k}} }\right) \\ $$$$=\frac{{sinx}}{\mathrm{2}^{{n}} {sin}\left(\frac{{x}}{\mathrm{2}^{{n}} }\right)}×{B}_{{n}} \:\:{we}\:{hsve}\:{B}_{{n}} \neq\mathrm{0}\:\Rightarrow \\ $$$${A}_{{n}} =\frac{{sinx}}{\mathrm{2}^{{n}} \:{sin}\left(\frac{{x}}{\mathrm{2}^{{n}} }\right)}\:\:{but} \\ $$$${sin}\left(\frac{{x}}{\mathrm{2}^{{n}} }\right)\sim\frac{{x}}{\mathrm{2}^{{n}} }\:\Rightarrow\mathrm{2}^{{n}} {sin}\left(\frac{{x}}{\mathrm{2}^{{n}} }\right)\sim{x}\left({n}\rightarrow\infty\right) \\ $$$$\Rightarrow{lim}_{{n}\rightarrow\infty} {A}_{{n}} =\frac{{sinx}}{{x}}\:\Rightarrow \\ $$$$\prod_{{k}=\mathrm{1}} ^{\infty} {cos}\left(\frac{{x}}{\mathrm{2}^{{k}} }\right)=\frac{{sinx}}{{x}} \\ $$
Commented by 675480065 last updated on 25/Oct/20
$$\mathrm{Thanks}\:\mathrm{Sir}. \\ $$$$\mathrm{Plz}\:\mathrm{i}\:\mathrm{want}\:\mathrm{to}\:\mathrm{learn}\:\mathrm{this}\:\mathrm{topic}. \\ $$$$\mathrm{how}\:\mathrm{can}\:\mathrm{i}\:\mathrm{get}\:\mathrm{notes}\:\mathrm{on}\:\mathrm{it}\:\mathrm{sir}. \\ $$$$\mathrm{pls}\:\mathrm{help}\:\mathrm{me}\:\mathrm{if}\:\mathrm{u}\:\mathrm{have}\: \\ $$$$\mathrm{Thanks} \\ $$
Answered by Bird last updated on 25/Oct/20
$${A}_{{n}} =\prod_{{k}=\mathrm{1}} ^{{n}} \:{cos}\left(\frac{{x}}{\mathrm{2}^{{k}} }\right)\:\Rightarrow \\ $$$${A}_{{n}} \:=\prod_{{k}=\mathrm{1}} ^{{n}} \frac{{e}^{{i}\frac{{x}}{\mathrm{2}^{{k}} }} +{e}^{−\frac{{ix}}{\mathrm{2}^{{k}} }} }{\mathrm{2}} \\ $$$$=\frac{\mathrm{1}}{\mathrm{2}^{{n}} }\prod_{{k}=\mathrm{1}} ^{{n}} {e}^{\frac{{ix}}{\mathrm{2}^{{k}} }} \:\prod_{{k}=\mathrm{1}} ^{{n}} \left(\mathrm{1}+{e}^{−\frac{\mathrm{2}{ix}}{\mathrm{2}^{{k}} }} \right) \\ $$$$=\frac{\mathrm{1}}{\mathrm{2}^{{n}} }{e}^{{ix}\sum_{{k}=\mathrm{1}} ^{{n}} \:\frac{\mathrm{1}}{\mathrm{2}^{{k}} }} \:\:\:\prod_{{k}=\mathrm{1}} ^{{n}} \left(\mathrm{1}+{cos}\left(\frac{\mathrm{2}{x}}{\mathrm{2}^{{k}} }\right)−{isin}\left(\frac{\mathrm{2}{x}}{\mathrm{2}^{{k}} }\right)\right) \\ $$$$=\frac{\mathrm{1}}{\mathrm{2}^{{n}} }\:{e}^{{ix}\sum_{{k}=\mathrm{0}} ^{{n}−\mathrm{1}} \frac{\mathrm{1}}{\mathrm{2}^{{k}+\mathrm{1}} \:}} \:×\prod_{{k}=\mathrm{1}} ^{{n}} \left(\mathrm{1}+{cos}\left(\frac{{x}}{\mathrm{2}^{{k}−\mathrm{1}} }\right)−{isin}\left(\frac{{x}}{\mathrm{2}^{{k}−\mathrm{1}} }\right)\right) \\ $$$$=\frac{\mathrm{1}}{\mathrm{2}^{{n}} }\:{e}^{\frac{{ix}}{\mathrm{2}}×\frac{\mathrm{1}}{\mathrm{1}−\frac{\mathrm{1}}{\mathrm{2}}}} ×\prod_{{k}=\mathrm{0}} ^{{n}−\mathrm{1}} \left(\mathrm{1}+{cos}\left(\frac{{x}}{\mathrm{2}^{{k}} }\right)−{isin}\left(\frac{{x}}{\mathrm{2}^{{k}} }\right)\right) \\ $$$$=\frac{\mathrm{1}}{\mathrm{2}^{{n}} }\:{e}^{{ix}} ×\prod_{{k}=\mathrm{0}} ^{{n}−\mathrm{1}} \left\{\mathrm{2}{cos}^{\mathrm{2}} \left(\frac{{x}}{\mathrm{2}^{{k}+\mathrm{1}} }\right)−\mathrm{2}{isin}\left(\frac{{x}}{\mathrm{2}^{{k}+\mathrm{1}} }\right){cos}\left(\frac{{x}}{\mathrm{2}^{{k}+\mathrm{1}} }\right)\right\} \\ $$$$….{be}\:{continued}..{i}\:{think}\:{this} \\ $$$${method}\:{give}\:{the}\:{answer}\:… \\ $$