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哈吉科斯塔斯公式


HadjicostasContours
HadjicostasReIm

哈吉科斯塔斯公式是 单位正方形 二重积分 的推广

 gamma=int_0^1int_0^1(x-1)/((1-xy)ln(xy))dxdy
(1)

(Sondow 2003, 2005; Borwein 等人 2004, p. 49),其中 gamma欧拉-马歇罗尼常数。它指出

 int_0^1int_0^1(1-x)/(1-xy)[-ln(xy)]^sdxdy 
 =Gamma(s+2)[zeta(s+2)-1/(s+1)]
(2)

对于 Re[s]>-2,其中 Gamma(z)伽玛函数zeta(s)黎曼zeta函数(虽然必须注意 s=-1,因为那里存在 可去奇点)。它由 Hadjicostas (2004) 猜想提出,并几乎立即被 Chapman (2004) 证明。特殊情况 s=0 给出了 Beukers 的 zeta(2) 积分,

 int_0^1int_0^1(dxdy)/(1-xy)=zeta(2)
(3)

(Beukers 1979)。当 s=1 时,该公式与 Beukers 的 Apéry 常数 zeta(3) 积分有关,这就是最初引起人们对这类积分兴趣的原因。

存在一个类似的公式

 int_0^1int_0^1(1-x)/(1+xy)[-ln(xy)]^sdxdy 
 =Gamma(s+2)[eta(s+2)+(1-2eta(s+1))/(s+1)]
(4)

对于 R[s]>-3,由 Sondow (2005) 提出,其中 eta(z)狄利克雷eta函数。这包括特殊情况

ln(4/pi)=sum_(n=1)^(infty)(-1)^(n-1)[1/n-ln((n+1)/n)]
(5)
=int_0^1int_0^1(x-1)/((1+xy)ln(xy))dxdy
(6)
=0.241564...
(7)

(OEIS A094640; Sondow 2005) 和

int_0^1int_0^1(1-x)/((1+xy)[ln(xy)]^2)dxdy=ln((pi^(1/2)A^6)/(2^(7/6)e))
(8)
=0.256220094...
(9)

(OEIS A103130),其中 AGlaisher-Kinkelin 常数 (Sondow 2005)。


参见

Apéry 常数, 欧拉-马歇罗尼常数, 黎曼 Zeta 函数 zeta(2), 单位正方形积分

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参考文献

Beukers, F. "A Note on the Irrationality of zeta(2) and zeta(3)." Bull. London Math. Soc. 11, 268-272, 1979.Borwein, J.; Bailey, D.; and Girgensohn, R. 数学实验:计算发现之路。 Wellesley, MA: A K Peters, 2004.Chapman, R. "A Proof of Hadjicostas's Conjecture." 15 Jun 2004. http://arxiv.org/abs/math/0405478.Guillera, J. and Sondow, J. "Double Integrals and Infinite Products for Some Classical Constants Via Analytic Continuations of Lerch's Transcendent." 16 June 2005 http://arxiv.org/abs/math.NT/0506319.Hadjicostas, P. "A Conjecture-Generalization of Sondow's Formula." 21 May 2004. http://www.arxiv.org/abs/math.NT/0405423/.Sloane, N. J. A. Sequences A094640, A103130 in "The On-Line Encyclopedia of Integer Sequences."Sondow, J. "Criteria for Irrationality of Euler's Constant." Proc. Amer. Math. Soc. 131, 3335-3344, 2003. http://arxiv.org/abs/math.NT/0209070.Sondow, J. "Double Integrals for Euler's Constant and ln(4/pi) and an Analog of Hadjicostas's Formula." Amer. Math. Monthly 112, 61-65, 2005.

在 Wolfram|Alpha 中被引用

哈吉科斯塔斯公式

引用此条目为

Weisstein, Eric W. "Hadjicostas's Formula." 来自 MathWorld--Wolfram 网络资源。 https://mathworld.net.cn/HadjicostassFormula.html

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