ポリガンマ関数ψ(m)(z) のz∈Qにおける値をψ(m)(1)やβ(s)を使った形で表します。
m∈Z≥0,n∈Z≥1
nm+1ψ(m)(nz)=δm,0nlnn+∑k=0n−1ψ(m)(z+kn)
1n∑k=0n−1ψ(z+kn)=1n∑k=0n−1limN→∞(lnN−∑l=0N1z+kn+l)=limN→∞(lnN−∑k=0n−1∑l=0N1nz+nl+k)=limN→∞(lnN−∑j=0Nn+n−11nz+j)=limN→∞(lnN−∑j=0Nn1nz+j)=limN→∞(ln(Nn)−∑j=0Nn1nz+j)−lnn=ψ(nz)−lnnnψ(nz)=nlnn+∑k=0n−1ψ(z+kn)これをm階微分して定理を得ます。
ガンマ関数の倍数公式を対数微分しても証明できます。
ψ(m)(12)=(2m+1−1)ψ(m)(1)−δm,02ln2
定理1にz=12,n=2を代入すると、2m+1ψ(m)(1)=δm,02ln2+ψ(m)(12)+ψ(m)(1)
ψ(m)(2±14)=2m(2m+1−1)ψ(m)(1)±2(−4)mm!β(m+1)−δm,03ln2
定理にを代入すると、上下定理1にz=14,n=2を代入すると、ψ(m)(14)+ψ(m)(34)=2m+1ψ(m)(12)−δm,02ln2=2m+1[(2m+1−1)ψ(m)(1)−δm,02ln2]−δm,02ln2=2m+1(2m+1−1)ψ(m)(1)−6δm,0ln2ψ(m)(14)−ψ(m)(34)=(−4)m+1m!β(m+1)ψ(m)(2±14)=(上)∓(下)2
ψ(2m)(3±16)=12[(32m+1−1)ψ(2m)(1)±π⋅(cot(πx))(2m)|x=13−δm,03ln3]
定理にを代入すると、相反公式より、上下定理1にz=13,n=3を代入すると、32m+1ψ(2m)(1)=δm,03ln3+ψ(2m)(13)+ψ(2m)(23)+ψ(2m)(1)ψ(2m)(13)+ψ(2m)(23)=(32m+1−1)ψ(m)(1)−δm,03ln3相反公式より、ψ(2m)(13)−ψ(2m)(23)=−π⋅(cot(πx))(2m)|x=13ψ(2m)(3±16)=(上)∓(下)2
ψ(2m)(3±26)=12[(22m+1−1)(32m+1−1)ψ(2m)(1)±(22m+1+1)π⋅(cot(πx))(2m)|x=13]−δm,0(2ln2+3ln32)
定理のの場合において、左辺※左辺右辺定理1のn=2の場合において、(左辺)+ψ(2m)(3∓16)=22m+1ψ(2m)(3±16)−δm,02ln2※min(3±2,3∓1)=3±12(左辺)=22m+1ψ(2m)(3±16)−ψ(2m)(3∓16)−δm,02ln2=22m[(32m+1−1)ψ(2m)(1)±π⋅(cot(πx))(2m)|x=13−δm,03ln3]−12[(32m+1−1)ψ(2m)(1)∓π⋅(cot(πx))(2m)|x=13−δm,03ln3]−δm,02ln2=(右辺)
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