∫01Li2(1+x2)−π212+12(ln2)2xdx=138ζ(3)−π26ln2
昔、何かの級数の値を求めようとしたら出てきた積分です。今回はこの等式を示します。
Li2(z)+Li2(1−z)=ζ(2)−ln(z)ln(1−z)
Li2(z)+Li2(1−z)=−∫0zln(1−t)tdt−∫01−zln(1−t)tdt=−∫01ln(1−t)tdt−∫1zln(1−t)tdt−∫01−zln(1−t)tdt=ζ(2)−∫1zln(1−t)tdt+∫1zln(u)1−udu(t=1−u)=ζ(2)−∫1zln(1−t)tdt−[ln(u)ln(1−u)]1z+∫1zln(1−u)udu=ζ(2)−ln(z)ln(1−z)◼
Li2(12)=π212−12(ln2)2
命題1でz=12を代入すればよい◼
ζ(2¯)=−π212ζ(1¯,2¯)=π24ln2−138ζ(3)
証明はこちらの記事を参照してください weight 3以下の交代多重ゼータ値を全て求める
補題補題∫01Li2(1+x2)−π212+12(ln2)2xdx=∫01Li2(1+x2)−Li2(12)xdx(∵補題2)=−∫01dxx∫121+x2ln(1−t)tdt=−∫01dxx∫0xln(1−u2)1+udu(t=1+u2)=−∫01dxx∫0xln(1−u)1+udu+ln2∫01dxx∫0xdu1+u=∫01dxx∫0xdu1+u∫0uds1−s+ln2∫01dxx∫0xdu1+u=∫0<s<u<x<1dxxdu1+uds1−s+ln2∫0<u<x<1dxxdu1+u=−ζ(1¯,2¯)−ζ(2¯)ln2=138ζ(3)−π26ln2(∵補題3)◼
多重対数関数(ポリログ)の関係式一覧・証明付き|まめけびのごきげん数学・物理
weight 3以下の交代多重ゼータ値を全て求める
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。