■結び目の体積(その22)
オイラーはいろいろな工夫をして,
log(sinx)=-Σcos(2nx)/n-log2
であることをつきとめ,広義積分
∫(0,π/2)log(sinx)dx=-π/2log2
の値を求めています.
また,これを代入して計算すれば
1/1^3+1/3^3+1/5^3+・・・=π^2/4log2+2∫(0,π/2)xlog(sinx)dx
ζ(3)=2π^2/7log2+16/7∫(0,π/2)xlog(sinx)dx
が得られます(1772年).
Σcos(2nx)/n=-log(sinx)-log2
というわけですが,ところで(その5)においてシュレーフリ関数について解説した際,
Σcos(2nx)/n^2
が出現しました.
|Σcos(2nx)/n^2|<Σ1/n^2=ζ(2)=π^2/6
は容易にわかりますが,この値は如何に?
実は,
Σcos(2nx)/n^2=(π/2-x)^2−π^2/12
となるのですが,x=0を代入すると
Σ1/n^2=π/2^2−π^2/12=π^2/6
となることがわかります.
ところで,
Σcos(2nx)/n=-log(sinx)-log2
との関係はどうなっているのでしょうか? そこで,今回のコラムでは,シュレーフリ関数の補足説明を行いたいと思います.
なお,ログコサイン積分
L(x)=-∫(0,x)log(cosx)dx
はロバチェフスキー関数,ジログ関数
L2(x)=Σx^n/n^2=-∫(0,x)log(1-t)/tdt=φ(x)
はアーベル関数とも呼ばれ,ともにシュレーフリ関数と関係しています.
-log(1-x)=x+x^2/2+・・・=Σx^n/n
より
-∫(0,x)log(1-t)/tdt=Σx^n/n^2
となることは既におわかりでしょう.
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