■ゼータの香りの漂う公式の背後にある構造(その48,杉岡幹生)

 <L(2)の2分割、速報>

 特殊値が非明示となるゼータの分割の結果がはじめて出たので結果だけ、先にお伝えします。

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 L(s)=1 -1/3^s +1/5^s -1/7^s +1/9^s -1/11^s +1/13^s -1/15^s + 1/17^s -1/19^s +・・

のs=2のL(2)は現代数学でよくわからないとか言われているものです(積分表示や級数表示は知られています)。

 L(2)=1 -1/3^2 +1/5^2 -1/7^2 +1/9^2 -1/11^2 +1/13^2 -1/15^2 + 1/17^2 -1/19^2 +・・

 これを2分割した分身たちは、次のA1、A2になります(L(1)2分割の類似)。

 A1=1 -1/7^2 +1/9^2 -1/15^2 +1/17^2 -1/23^2 +1/25^2 -1/31^2 +・・

 A2=1/3^2 -1/5^2 +1/11^2 -1/13^2 +1/19^2 -1/21^2 +1/27^2 -1/29^2 +・・

 ある生成核(部分分数展開式)を使ってA1,A2の値を計算すると、次のようになりました。数値検証でも正しい。

 A1=1 - (1/8)^2(tβCa +Sa) + (1/8)^3{πCa/(cβ)^2 -C2a +tβS2a}

 A2=1/9[1 - (3/8)^2(tαCb +Sb) + (3/8)^3{πCb/(cα)^2 -C2b +tαS2b}]

ここで、tはtan()、cはcos()、α=π/8、β=3π/8です。よってtα=tan(π/8)、tβ=tan(3π/8)、cα=cos(π/8)、cβ=cos(3π/8)です。

 またCa、Sa、C2a、S2a、Cb、Sb、C2b、S2bは次の通り。

Ca=∫(0〜2π)cos(x/8)log(sin(x/2))dx

Sa=∫(0〜2π)sin(x/8)log(sin(x/2))dx 

C2a=∫(0〜2π)x・cos(x/8)log(sin(x/2))dx

S2a=∫(0〜2π)x・sin(x/8)log(sin(x/2))dx

Cb=∫(0〜2π)cos(3x/8)log(sin(x/2))dx

Sb=∫(0〜2π)sin(3x/8)log(sin(x/2))dx 

C2b=∫(0〜2π)x・cos(3x/8)log(sin(x/2))dx

S2b=∫(0〜2π)x・sin(3x/8)log(sin(x/2))dx

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<感想> 

 A1とA2は、対称的な形をしています。

 ちなみに明示的な特殊値をもつL(1)の2分割は、シンプルに次となります。

■L(1)2分割

 1 -1/7 +1/9 -1/15 +1/17 -1/23 +1/25 -1/31 +・・ =(π/8)tan(3π/8)

 1/3 -1/5 +1/11 -1/13 +1/19 -1/21 +1/27 -1/29 +・・ =(π/8)tan(π/8)

 上式−下式=L(1)=π/4です。  以上。(杉岡幹生)

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