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$\pi$的幂的新级数及相关同余式

数论 2020-07-17 v9 组合数学

摘要

通过符号计算,我们推导出97个与Ramanujan型级数相关的π\pi的幂的新类型级数。以下是三个典型例子:k=0P(k)(2kk)(3kk)(6k3k)(k+1)(2k1)(6k1)(640320)3k=18×5574033100055π\sum_{k=0}^\infty \frac{P(k) \binom{2k}k\binom{3k}k \binom{6k}{3k}}{(k+1)(2k-1)(6k-1)(-640320)^{3k}} =\frac{18\times557403^3\sqrt{10005}}{5\pi} 其中 \begin{align*}P(k) = &637379600041024803108 k^2 + 657229991696087780968 k \&+ 19850391655004126179, \end{align*} k=1(3k+1)16k(2k+1)2k3(2kk)3=π282,\sum_{k=1}^\infty \frac{(3k+1)16^k}{(2k+1)^2k^3\binom{2k}k^3} = \frac{\pi^2-8}2, 以及 n=03n+1(100)nk=0n(nk)2Tk(1,25)Tnk(1,25)=258π,\sum_{n=0}^\infty\frac{3n+1}{(-100)^n} \sum_{k=0}^n{n\choose k}^2T_k(1,25)T_{n-k}(1,25) = \frac{25}{8\pi}, 其中广义中心三项式系数Tk(b,c)T_k(b,c)表示(x2+bx+c)k(x^2+bx+c)^k展开式中xkx^k的系数。我们还通过同余式给出了有理Ramanujan型1/π1/\pi级数的一般刻画,并通过寻找相应的同余式提出了117个关于π\pi的幂的新猜想级数。例如,我们猜想:k=039480k+7321(29700)kTk(14,1)Tk(11,11)2=67955π.\sum_{k=0}^\infty\frac{39480k+7321}{(-29700)^k}T_k(14,1)T_k(11,-11)^2=\frac{6795\sqrt5}{\pi}. 本文中的18个新级数涉及一些类数为8的虚二次域。

关键词

引用

@article{arxiv.1911.05456,
  title  = {New series for powers of $\pi$ and related congruences},
  author = {Zhi-Wei Sun},
  journal= {arXiv preprint arXiv:1911.05456},
  year   = {2020}
}

备注

70 pages, final published version