■ある無限級数(その109)

 級数

  1/3+1/15+1/35+・・・+1/(4n^2−1)+・・・=1/2

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  1/(4n^2−1)=1/2{1/(2n−1)−1/(2n+1)}

より

  1/3+1/15+1/35+・・・+1/(4n^2−1)=n/(2n+1)

であるから,n→∞のとき,1/2に収束することがわかる.

 n=0,すなわち,第0項から始まるものとして

  −1+1/3+1/15+1/35+・・・+1/(4n^2−1)+・・・=?

  x^n/(4n^2−1)!+x^n+1/(4(n+1)^2−1)+・・・

 この級数の項比は

  an+1x^n+1/anx^n=(n+1)(2n-1)/(2n+3)*x/(n+1)

であるから,a0*2F1(1,-1/2;3/2;1),また,a0=-1より

  -2F1(1,-1/2;3/2;1)

 鈴鹿高専・電子情報工学科の奥井重彦先生より頂戴した

  「超幾何関数の公式集(Tables of Hypergeometric Functions)」

によると

  2F1(1,-1/2;3/2:x^2)=1/2{1+1/x・(1-x^2)arctanh(x)}

  -2F1(1,-1/2;3/2:1)=-1/2

  1/3+1/15+1/35+・・・=1/2

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