¿Cuál es la solución de lim n-> inf [(3n + 1)! / (n + 1)! (2n)! ] ^ 1 / n?

Use la expansión asintótica del factorial, también conocida como fórmula de Stirling

[matemáticas] n! \ approx \ sqrt {2 \ pi} n ^ {n + 1/2} e ^ {- n} [/ matemáticas].

Usando esta fórmula es bastante sencillo encontrar que el límite es [math] \ frac {27} {4} [/ math].

Aquí se explica cómo hacerlo:

[matemáticas] \ lim_ {n \ rightarrow \ infty} \ left (\ frac {(3n + 1)!} {(n + 1)! (2n)!} \ right) ^ {1 / n} = \ lim_ { n \ rightarrow \ infty} \ left (\ frac {\ sqrt {2 \ pi} \ left (3n + 1 \ right) ^ {3n + 3/2} e ^ {- ((n3 + 1)}} {\ sqrt {2 \ pi} \ left (n + 1 \ right) ^ {n + 3/2} e ^ {- (n + 1)} \ sqrt {2 \ pi} \ left (2n \ right) ^ {2n + 1/2} e ^ {- 2n}} \ right) ^ {1 / n} [/ math]

Simplificando esta expresión obtenemos

[matemáticas] \ left (\ frac {\ left (3n + 1 \ right) ^ {3n + 3/2}} {\ sqrt {2 \ pi} \ left (n + 1 \ right) ^ {n + 3 / 2} \ left (2n \ right) ^ {2n + 1/2}} \ right) ^ {1 / n} [/ math]

El siguiente paso es

[matemáticas] \ left (\ frac {(3n) ^ {3n}} {n ^ {n} (2n) ^ {2n}} \ right) ^ {1 / n} [/ math]

Simplemente con esto obtenemos [matemáticas] \ frac {3 ^ 3} {2 ^ 2} [/ matemáticas]

La respuesta correcta, según Mathematica , es [matemáticas] \ frac {27} {4} [/ matemáticas].

Todavía estoy trabajando en la explicación de eso.