■ある無限級数(その47)
ラマヌジャンの好きだった等式に
[1]Σn/(exp(2πn)−1)=1/24−1/8π
[2]Σn^5/(exp(2πn)−1)=1/504
[3]Σn^13/(exp(2πn)−1)=1/24
などがあります.
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これらはアイゼンシュタイン級数から導くことができます.たとえば,
[2]Σn^5/(exp(2πn)−1)=1/504
は
E6(z)=1/504+Σσ5(n)exp(2πniz)
E6(−1/z)=z^6E6(z) (保型性)
においてz=iとおくと
E6(i)=i^6E6(i)→E6(i)=−E6(i)→E6(i)=0
E6(i)=1/504+Σσ5(n)exp(−2πn)=0
Σσ5(n)exp(−2πn)=1/504
=Σn^5/(exp(2πn)−1)
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一般に
Ek(z)=ζ(1−k)/2+Σσk-1(n)exp(2πniz)
より
k=6,10,14,・・・2 (mod4)
に対して,z=iとおくことによって
Σn^k-1/(exp(2πn)−1)=−ζ(1−k)/2=Bk/2k
が得られる.
[1]k=6→Σn^5/(exp(2πn)−1)=1/504
[2]k=10→Σn^9/(exp(2πn)−1)=1/264
[3]k=14→Σn^13/(exp(2πn)−1)=1/24
[4]k=18→Σn^17/(exp(2πn)−1)=43867/28728
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