■ある無限級数(その28)

[2]Σ1/n(2n,n)=π√3/9

 計算は省略するが,級数Σ1/n(2n,n)も超幾何級数であると同定される.

  Σ1/n(2n,n)=1/2*2F1(1,1;3/2;1/4)

  2F1(1/2,1/2;3/2;x^2)=arcsin(x)/x

であるが,参考文献により,2F1(1,1;3/2;1/4)もそれによく似た初等関数

  2F1(1,1;3/2;x^2)=arcsin(x)/x√(1-x^2)

で表されることがわかった.

 1/2*arcsin(x)/x√(1-x^2)にx=1/2を代入することによって

  Σ1/n(2n,n)=π√3/9

が得られる.

 一方,交代級数

  Σ(-1)^(n-1)/n(2n,n)

の場合は,

  Σ(-1)^n/(n+1)(2(n+1),n+1)=1/2*2F1(1/2,1/2;3/2;-1/4)

  2F1(1,1;3/2;-x^2)=arcsinh(x)/x√(1+x^2)

より,

  Σ(-1)^(n-1)/n(2n,n)=2*arcsinh(1/2)/√5

となる.

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