[便利の記事]( https://mathlog.info/articles/3299#Weight 3)で出てきた積分を級数に直します(求めるとは言ってない)。積分は全く分からないので、Wolfram Alpha先生を酷使してズルします。
記事に書いてる積分を変形したらこうなる。
$$
\ba
S(2,1)&=\int_{0< x< y< z}\frac{2}{(x+1)(y+2)(z+1)(z+3)}dxdydz\\
&=\int_{1< x< y< z}\frac{2}{x(y+1)z(z+2)}dxdydz\\
&=\int_{0< z< y< x<1}\frac{2}{(1+2z)y(1+y)x}dxdydz\\
&=\int_{0< y< x<1}\frac{dxdy}{y(1+y)x}\int_0^y\frac{2}{1+2z}dz\\
&=\int_{0< y< x<1}\frac{1}{y(1+y)x}\ln(1+2y)dxdy\\
&=\int_{0< y< x<1}\frac{\ln(1+y)}{y(1+y)x}dxdy
+\int_{0< y< x<1}\frac{\ln\l(1+\frac{y}{1+y}\r)}{y(1+y)x}dxdy
\ea
$$
最後は対数をバラしただけ。
第一項を$I_1$、第二項を$I_2$とする。
$$
\ba
I_1&=\int_{0< x< y<1}\frac{\ln(1+x)}{x(1+x)y}dxdy\\
&=-\int_{0< x< y<1}\frac{1}{xy}\sum_{0< m}\frac{(-x)^m}{m}\sum_{0\leq n}(-x)^ndxdy\\
&=-\sum_{0< m\\0\leq n}\frac{(-1)^{m+n}}{m(m+n)}\int_{0< y<1}y^{m+n-1}dy\\
&=\sum_{0< m\\0\leq n}\frac{(-1)^{m+n}}{m(m+n)^2}\\
&=\zeta^\star(1,\bar2)\\
&=\frac{5}{8}\zeta(3)
\ea
$$
続いて$I_2$を計算していく。Wolfram Alpha先生の力を借りた部分は色で示したが、積分erなら簡単に証明できるんだろう。
$$
\ba
I_2&=\int_{0< x< y<1}\frac{\ln\l(1+\frac{x}{1+x}\r)}{x(1+x)y}dxdy\\
&=-\int_{0< x< y<1}\frac{1}{x(1+x)y}\sum_{0< m}\frac{1}{m}\l(-\frac{x}{1+x}\r)^mdxdy\\
&=-\sum_{0< m}\frac{(-1)^m}{m}\textcolor{red}{\int}_{\textcolor{red}{0< x< y}<1}\frac{1}{y}\textcolor{red}{\frac{x^{m-1}}{(1+x)^{m+1}}dx}dy\\
&=-\sum_{0< m}\frac{(-1)^m}{m}\int_{0< y<1}\frac{1}{y}\textcolor{red}{\frac{y^m}{m(1+y)^m}}dy\\
&=-\sum_{0< m}\frac{(-1)^m}{m^2}\textcolor{blue}{\int_{0< y<1}\frac{y^{m-1}}{(1+y)^m}dy}\\
&=-\sum_{0< m}\frac{(-1)^m}{m^2}\textcolor{blue}{\sum_{m\leq n}\frac{1}{n2^n}}\\
&=-\sum_{0< m\leq n}\frac{(-1)^m}{m^2n2^n}
\ea
$$
ということで、結局
$$ S(2,1)=\frac{5}{8}\zeta(3)-\sum_{0< m\leq n}\frac{(-1)^m}{m^2n2^n}$$
なので、後はこの級数が求まれば嬉しいんだが……
$$ \ \\ 分かりません\\ \ \\ $$
どうやって求めるの?これ。
ちなみに、$\displaystyle S(2,1)=\frac{7}{6}\zeta(3)$だから、下のようになる。この証明は読者の課題とする。
次を級数変形で示せ。
$$\sum_{0< m\leq n}\frac{(-1)^m}{m^2n2^n}=-\frac{13}{24}\zeta(3)$$
$$\ $$
〈 追記 〉
さっき級数を求めていたら、
$$ \sum_{0< m\leq n}\frac{1}{m^2n2^n}=\frac{5}{8}\zeta(3)$$
となるらしい。偶然か必然か。
他のMSVにもこういう綺麗な表示があるのかはまだ分からないが、興味がある人はやってみると面白いかもしれない。