■ウォリスの公式とオイラー積(その3)
pを素数,qを2以上の非素数,rを2以上の自然数とする.このとき,全素数にわたる積
P=Πp^4/(p^4−1)=ζ(4)=π^4/90
であるが,
Q=Πq^4/(q^4−1)=?
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まず,Q>1は自然に浮かぶところであるが,
P・Q=Πn^4/(n^4−1),n≧2
一方,ウォリスの公式を2乗すると
(2・2/1・3)^2(4・4/3・5)^2(6・6/5・7)^2・・・(2n・2n/(2n−1)・(2n+1))^2・・・=(π/2)^2
=Πn^4/(n^2−1/4)^2,n≧1
=(4/3)^2Πn^4/(n^2−1/4)^2,n≧2
したがって,
Πn^4/(n^2−1/4)^2=(π/2)^2(3/4)^2
また,n≧2のとき
(n^4−1)−(n^2−1/4)^2=n^2/2−17/16>0
より
P・Q=Πn^4/(n^4−1)<Πn^4/(n^2−1/4)^2=(π/2)^2(3/4)^2
より,
Q<(π/2)^2(3/4)^2/P=810/64π^2
となって,上界
1<Πq^4/(q^4−1)<810/64π^2
が得られる.
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