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关于Watson三角和(关于阶数为1/2的Dowker和)的一般化

数论 2025-03-31 v3 数值分析 数值分析

摘要

本文研究有限三角和alcsc(πl/n)\sum a_l\csc\big(\pi l/n\big),其中ala_l等于cos(2πlν/n)\cos(2\pi l \nu/n),求和指数ll和离散参数ν\nu均运行于11n1n-1。该和是Watson三角和的推广,已在一系列先前论文中广泛研究,也可视为阶数为1/2的Dowker和。它出现在数学、物理和工程中的各种问题中,在某些数论问题中发挥重要作用。在论文中,我们获得了上述求和的多个积分和级数表示,探讨了其性质,导出了各种包括渐近展开的展开式,并推导出非常精确的上界和下界(两个界限均渐近消失)。此外,我们获得了两个相对简单的数值公式,仅包含几个术语,同样非常精确且在应用中可受到高度青睐。最后,我们还导出了若干高级求和公式,用于digamma函数,这些公式关联了gamma函数、digamma函数、所研究的求和以及一系列余割乘积(csc(πl/n))csc(πl/n)\prod\big(\csc(\pi l/n)\big)^{\csc(\pi l/n)}

关键词

引用

@article{arxiv.2407.19223,
  title  = {On a generalization of Watson's trigonometric sum (on Dowker's sum of order one half)},
  author = {Iaroslav V. Blagouchine},
  journal= {arXiv preprint arXiv:2407.19223},
  year   = {2025}
}

备注

Revised and enlarged version of "On a generalization of Watson's trigonometric sum, some of its properties and its relationship to Dowker's sum" (24 pages, 6 figures, 86 references)