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ファウルハーバーの公式

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この記事では, ファウルハーバーの公式という, m乗和の明示式について, 軽く証明を書こうと思います.

ベルヌーイ数Bnxex1=n=0Bnn!xn で定めます.

k=1nkm=k=1n(ddx)mekx|x=0=(ddx)me(n+1)xexex1|x=0=(ddx)m xexex1enx1x|x=0

ここで,

(ddx)kxexex1|x=0=(ddx)kxex1|x=0=(1)kBk(ddx)kenx1x|x=0=(ddx)kj=1njj!xj1|x=0=nk+1k+1

と, 積の微分公式 (ddx)mf(x)g(x)=k=0m(mk)f(k)(x)g(mk)(x) より,
k=1nkm=(ddx)m xexex1enx1x|x=0=k=0m(mk)(1)mkBmknk+1k+1=1m+1k=0m(m+1k+1)(1)mkBmknk+1=1m+1k=0m(m+1k)(1)kBknmk+1

示すことができました.

投稿日:20201226
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東大理数B4です

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