神鳥さんの級数問題(2) https://mathlog.info/articles/366 を解いてみました
∑0<n≤k(−1)n−1(k−1n−1)n3k2
まず、∑n=1k(−1)n−1(k−1n−1)n3を求めます。
∑n=1k(−1)n−1(k−1n−1)n3=12∑n=1k(−1)n−1(k−1n−1)∫01xn−1log2xdx=12∫01(1−x)k−1log2xdx=12(ddx)2Γ(k)Γ(x)Γ(k+x)|x=1=12k((ψ(1)−ψ(1+k))2+ψ′(1)−ψ′(1+k))=12k((∑n=1k1n)2+∑0<n≤k1n2)
ここで、(∑n=1k1n)2はこのままだと扱いづらいので、∑0<n≤k1n2+2∑0<i<j≤k1ijに直します。
従って、∑0<n≤k(−1)n−1(k−1n−1)n3k2=∑0<i<j≤k(1ijk3+1j2k3)=ζ(1,1,3)+ζ(1,4)+ζ(2,3)+ζ(5)
双対関係式より、ζ(1,1,3)=ζ(1,4)であり、神鳥さんの記事( https://mathlog.info/articles/206 )より、ζ(1,4)=2ζ(5)−ζ(2)ζ(3) , ζ(2,3)=3ζ(2)ζ(3)−112ζ(5)なので、
∑0<n≤k(−1)n−1(k−1n−1)n3k2=ζ(2)ζ(3)−12ζ(5)
解けましたね。
バッチを贈ると投稿者に現金やAmazonのギフトカードが還元されます。