■ある無限級数(その134)

1/2−1/4+1/5−1/7+1/8−1/10+・・・

=1−(π/3)/tan(π/3)

 ここまれくれば,pはフェルマー素数でなくとも

1/(p−1)−1/(p+1)+1/(2p−1)−1/(2p+1)−1/(3p−1)−1/(3p+1)+・・・

=1−(π/p)/tan(π/p)

は間違いないところであろう.

 あとはpが奇数のとき,a=π/p,2π/p,・・・(p−1)π/pを代入すればよいことになるが,実際はa=π/p,2π/p,・・・,[p/2]π/pで十分である.

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[雑感]1/(p−1)−1/(p+1)+1/(2p−1)−1/(2p+1)−1/(3p−1)−1/(3p+1)+・・・

=1−(π/p)/tan(π/p)

は,以下の公式の仲間とみなすことができそうだ.

[1]すべての素数をわたる無限積

  Π(p^2+1)/(p^2−1)=5/3・10/8・26/24・50/48・・・=5/2

  Π(p^4+1)/(p^4−1)=ζ(4)^2/ζ(8)=109/90

が成り立つ.

[2]すべての整数をわたる無限積

  2/1・2/3・4/3・4/5・6/5・6/7・・・=π/2

  Π2n/(2n−1)・2n/(2n+1)

=Πn/(n−1/2)・n/(n+1/2)

=Γ(1/2)Γ(3/2)/Γ(1)Γ(1)=2Γ^2(3/2)

=π/2

(1−1/4)(1−1/9)(1−1/16)・・・(1−1/n^2)

=(1・3/2・2)・(2・4/3・3)・(3・5)/(4・4)・・・(n−1)(n+1)/n^2

=(n+1)/2n→1/2

(1−1/4)(1−1/16)(1−1/25)・・・(1−1/4n^2)

=(1・3/2・2)・(3・5)/(4・4)・・・(2n−1)/(2n+1)/2n・2n

→2/π  (ウォリスの公式)

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