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利用裂项级数计算 $\zeta(2k)$、$\beta(2k+1)$ 及更广情形

数论 2025-01-03 v1

摘要

我们给出如下著名表达式的一些简单证明:ζ(2k)=m=11m2k,β(2k+1)=m=0(1)m(2m+1)2k+1, \zeta(2k) = \sum_{m=1}^\infty \frac{1}{m^{2k}}, \qquad \beta(2k+1) = \sum_{m=0}^\infty \frac{(-1)^m}{(2m+1)^{2k+1}}, 其中 k=1,2,3,k = 1,2,3,\dots,用 Bernoulli 与 Euler 多项式表示。该计算仅使用这些多项式的定义性质并借助裂项级数完成。同一方法也给出 ζ(2k+1)\zeta(2k+1)β(2k)\beta(2k) 的积分公式。此外,该方法也适用于类型 mZ1(2mμ)s,mZ(1)m(2m+1μ)s, \sum_{m\in\mathbb{Z}} \frac{1}{(2m-\mu)^s}, \qquad \sum_{m\in\mathbb{Z}} \frac{(-1)^m}{(2m+1-\mu)^s}, 的级数,此时使用 Apostol-Bernoulli 与 Apostol-Euler 多项式。

关键词

引用

@article{arxiv.2307.08063,
  title  = {The computation of $\zeta(2k)$, $\beta(2k+1)$ and beyond by using telescoping series},
  author = {Óscar Ciaurri and Luis M. Navas and Francisco J. Ruiz and Juan L. Varona},
  journal= {arXiv preprint arXiv:2307.08063},
  year   = {2025}
}

备注

24 pages, to appear in "Orthogonal Polynomials and Special Functions: In Memory of Jos\'e Carlos Petronilho''