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便利の記事の積分を級数にする

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[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。
 S(2,1)=0<x<y<z2(x+1)(y+2)(z+1)(z+3)dxdydz=1<x<y<z2x(y+1)z(z+2)dxdydz=0<z<y<x<12(1+2z)y(1+y)xdxdydz=0<y<x<1dxdyy(1+y)x0y21+2zdz=0<y<x<11y(1+y)xln(1+2y)dxdy=0<y<x<1ln(1+y)y(1+y)xdxdy+0<y<x<1ln(1+y1+y)y(1+y)xdxdy
最後は対数をバラしただけ。
第一項をI1、第二項をI2とする。
 I1=0<x<y<1ln(1+x)x(1+x)ydxdy=0<x<y<11xy0<m(x)mm0n(x)ndxdy=0<m0n(1)m+nm(m+n)0<y<1ym+n1dy=0<m0n(1)m+nm(m+n)2=ζ(1,2¯)=58ζ(3)
続いてI2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。
 I2=0<x<y<1ln(1+x1+x)x(1+x)ydxdy=0<x<y<11x(1+x)y0<m1m(x1+x)mdxdy=0<m(1)mm0<x<y<11yxm1(1+x)m+1dxdy=0<m(1)mm0<y<11yymm(1+y)mdy=0<m(1)mm20<y<1ym1(1+y)mdy=0<m(1)mm2mn1n2n=0<mn(1)mm2n2n
ということで、結局
 S(2,1)=58ζ(3)0<mn(1)mm2n2n
なので、後はこの級数が求まれば嬉しいんだが……

  

どうやって求めるの?これ。
ちなみに、S(2,1)=76ζ(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。
0<mn(1)mm2n2n=1324ζ(3)

 
〈 追記 〉
さっき級数を求めていたら、
 0<mn1m2n2n=58ζ(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。

投稿日:2022116
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