■ゼータ関数と解析接続(その9)
ζ(−1)=1+2+3+4+・・・=−1/12
は量子力学の真空エネルギー(カシミール力)の計算に使われています.
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【1】証明
Σexp(−nx)=1/(1−exp(−x))
微分すると
Σnexp(−nx)=exp(−x)/(1−exp(−x))^2
=1/(exp(x/2)−exp(−x/2))^2
また,x=0の周囲でローラン展開すると
Σnexp(−nx)=1/x^2−1/12+x^2/240+・・・
定数項をとると
ζ(−1)=1+2+3+4+・・・=−1/12
なお,もう一度微分して
Σn^2exp(−nx)
=(exp(x/2)−exp(−x/2))(exp(x/2)+exp(−x/2))/(exp(x/2)−exp(−x/2))^4
=(exp(x/2)+exp(−x/2))/(exp(x/2)−exp(−x/2))^3
に対して,ローラン展開し,定数項をとると
ζ(−2)=1^2+2^2+3^2+4^2+・・・=0
を与えます.
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