■もうひとつのバーゼル問題(その12)
シンク関数は
sinx/x=Σ(-1)^mx^2m/(2m+1)!
=1−1/3!x^2 +1/5!x^4 −・・・
=1−1/6x^2+1/120x^4−・・・
とベキ級数表示することが可能です.
さらに,シンク関数
sinx/x=0
の解が±π,±2π,±3π,±4π,・・・となることを利用して,無限積表示すると
sinx/x=(1-x^2/π^2)(1-x^2/4π^2)(1-x^2/9π^2)(1-x^2/16π^2)・・・
=Π(1-x^2/k^2π^2)
ここで,
sinx/x=1-1/6x2+120x4-・・・ (ベキ級数表示)
と
sinx/x=Π(1-x^2/k^2π^2) (無限積表示)
=1-1/π^2(Σ1/k^2)x^2+・・・
の両辺を比較することにより,
Σ1/k^2=π^2/6,Σ1/k^4=π^4/90,・・・
が計算されます.
Σ1/k^2はリーマンのゼータ関数ζ(2)に,Σ1/k^4はゼータ関数ζ(4)に相当します.すなわち,
ζ(2)=π^2/6,ζ(4)=π^4/90,
以下,
ζ(6)=π^6/945,ζ(8)=π^8/9450,・・・
と続きます.そして,解析接続の後,
ζ(0)=-1/2,ζ(-1)=-1/12,ζ(-3)=1/120,ζ(-5)=-1/252,・・・
が得られます.
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