ハレー彗星 その7

 π/3代入のLA(n)とζ(n)の繰り込み値の不思議の構造を整理整頓した。


2005/9/17        < [π/3代入] と [LA(2n)とζ(2n+1)の値] >

 π/3代入の場合は、この「ハレー彗星」では示していなかったが、「その4」、「その5」の継続の意味で、
π/3代入の場合もまとめておく。

 「その5」で述べた次を見るが、ここでは「火星 その3」(非明示な場合)を考察の対象とする。


予想L-4xにπ/3を代入すると、なぜかLA(s)とζ(s)の特殊値が飛び出してきた。これは「火星 その3
 (天王星 その1),「冥王星 その4」で示した通りであるが、それはx=π/3の周りのテイラー展開に支配され
 ているためにおこっているといえる。



 「火星 その3」の場合、LA(2n)とζ(2n+1)の値の場合(非明示な場合)を見よう。
[A]と[B]を比較する形で見られたい。「火星 その3の部分を抜きだし[A]としよう。


[A]*****************************************************************************

  cos(x/2)/sin(x/2)=2(sinx + sin2x + sin3x + sin4x + ・・・)  -----@
                                    (0 < x < 2π)

では、@を重回積分-重回微分した結果を書き下していきます。

[重回積分、重回微分した一連の式]
  ・
  ・
4回微分
 {2sin(x/2)・sin(x/2)+4(2+cosx)cos(x/2)}/(sin(x/2))^5=2^4sinx + 4^4sin2x + 6^4sin3x + 8^4sin4x + ・・・・

3回微分
 (2+cosx)/(sin(x/2))^4=2^3cosx + 4^3cos2x + 6^3cos3x + 8^3cos4x + ・・・・

2回微分
 cos(x/2)/(sin(x/2))^3=-(2^2sinx + 4^2sin2x + 6^2sin3x + 8^2sin4x + ・・・・) 

1回微分
  -1/(sin(x/2))^2=2(2cosx + 4cos2x + 6cos3x + 8cos4x + ・・・・) 

0回積分
  cos(x/2)/sin(x/2)=2(sinx + sin2x + sin3x + sin4x + ・・・・) 

1回積分
  log(2sin(x/2))=-(cosx/1 + cos2x/2 + cos3x/3 + ・・・)

2回積分
 ∫log(2sin(x/2))=-(sinx/1^2 + sin2x/2^2 + sin3x/3^2 + ・・・)

3回積分
 ∫∫log(2sin(x/2))=(cosx/1^3 + cos2x/2^3 + cos3x/3^3 + ・・・) - ζ(3)

4回積分
 ∫∫∫log(2sin(x/2))=(sinx/1^4 + sin2x/2^4 + sin3x/3^4 + ・・・) - ζ(3)・x/1!

5回積分
 ∫∫∫∫log(2sin(x/2))=-(cosx/1^5 + cos2x/2^5 + cos3x/3^5 + ・・・) + ζ(5) - ζ(3)・x^2/2!

6回積分
 ∫∫∫∫∫log(2sin(x/2))
     =-(sinx/1^6 + sin2x/2^6 + sin3x/3^6 + ・・・) + ζ(5)・x/1! - ζ(3)・x^3/3!

7回積分
 ∫∫∫∫∫∫log(2sin(x/2))
     =(cosx/1^7 + cos2x/2^7 + cos3x/3^7 + ・・・) - ζ(7) + ζ(5) ・x^2/2! - ζ(3)・x^4/4!

8回積分
 ∫∫∫∫∫∫∫log(2sin(x/2))
    =(sinx/1^8 + sin2x/2^8 + sin3x/3^8 + ・・・) - ζ(7)・x/1! + ζ(5)・x^3/3! - ζ(3)・x^5/5!

  ・
  ・
と、このように上下に延々と続いていきます。すべての∫は0〜xの定積分、またdx・・dxは略しました。

 上の式の x にπ/3を代入すると、次のようになります。

[π/3代入の式]
  ・
  ・
4回微分
  LA(-4)=2/3

3回微分
 ζ(-3)=1/120

2回微分
  LA(-2)=-2/9

1回微分
  ζ(-1)=-1/12

0回積分
   LA(0)=1/3

1回積分
   0 = 0

2回積分
 -√3/2・(1+1/2)LA(2)=∫(0〜π/3) log(2sin(x/2))

3回積分
  (1-1/2^2)(1-1/3^2)ζ(3)/2 -ζ(3)=∫(0〜π/3)∫log(2sin(x/2))

4回積分
 √3/2・(1+1/2^3)LA(4) - ζ(3)・(π/3)=∫(0〜π/3)∫∫log(2sin(x/2))

5回積分
 - (1-1/2^4)(1-1/3^4)ζ(5)/2 + ζ(5) - ζ(3)・(π/3)^2/2!
                                 =∫(0〜π/3)∫∫∫log(2sin(x/2))

6回積分
 -√3/2・(1+1/2^5)LA(6) + ζ(5)・(π/3) - ζ(3)・(π/3)^3/3!
                                   =∫(0〜π/3)∫∫∫∫log(2sin(x/2))

7回積分
 (1-1/2^6)(1-1/3^6)ζ(7)/2 - ζ(7) + ζ(5)・(π/3)^2/2!- ζ(3)・(π/3)^4/4!
                                      =∫(0〜π/3)∫∫∫∫∫log(2sin(x/2))

8回積分
 √3/2・(1+1/2^7)LA(8) - ζ(7)・(π/3) + ζ(5)・(π/3) ^3/3!- ζ(3)・(π/3)^5/5!
                                      =∫(0〜π/3)∫∫∫∫∫∫log(2sin(x/2))
  ・
  ・
と、このようになり、またζ(2n+1)とLA(2n)が飛び出してきました。
上で右辺の重回積分は一番最後の∫だけが0〜π/3の定積分で、その他の∫はすべて0〜xの定積分。

LA(s)は
  LA(s)=1 - 1/2^s + 1/4^s - 1/5^s + 1/7^s - 1/8^s + 1/10^s - 1/11^s + ・・・

であり、またζ(s)はもちろんリーマン・ゼータです。
上でも述べましたが、繰り返しますと、ζ(s)は全てのaに対しχ(a)=1としたときのディリクレのL関数L(χ,s)です。
LA(s)は、a≡0, 1, 2 mod 3に対し、それぞれχ(a)=0, 1, -1としたときのL(χ,s)に一致します。χ(a)はディリクレ指標。

 さて、一方の中心母等式のπ/3の結果がわかりました。
次に、もう一方の式のπ/3代入を調べます。つねに二式の結果をペアで比較するというのが火星シリーズの主題です。


*****************************************************************************


 上の[A]の結果はきわめて美しいものですが、その微分側の構造の本質は次の[B]で明らかになった。


[B]*****************************************************************************

 cos(x/2)/sin(x/2)=2(sinx + sin2x + sin3x + sin4x + ・・・)  -----@
                                    (0 < x < 2π)

LA(0)=1 - 1 + 1 - 1 + 1 - 1 + ・・・1/3
ζ(-1)=1 + 2 + 3 + 4 + 5 + ・・・=-1/12
LA(-2)=1^2 - 2^2 + 4^2 - 5^2 + 7^2 - 8^2 + 10^2 - 11^2 + ・・・=-2/9
ζ(-3)=1^3 + 2^3 + 3^3 + 4^3 + 5^3 +・・・ =1/120
LA(-4)=1^4 - 2^4 + 4^4 - 5^4 + 7^4 - 8^4 + 10^4 - 11^4 + ・・・=2/3
ζ(-5)=1^5 + 2^5 + 3^5 + 4^5 + 5^5 +・・・ =-1/252
  ・
  ・
という不思議は、初等的な実数範囲内の議論で@より自然に導出される。以下に示す。

まず右辺から考えよう。sinx,sin2x, sin3x, sin4x・・・各々のx=π/3の周りでのテイラー展開を並べよう。

sinx=√3/2 + 1/2・(x-π/3)/1! - √3/2・(x-π/3)^2/2!- 1/2・(x-π/3)^3/3!+ ・・・

sin2x=√3/2 -2/2・(x-π/3)/1! - 2^2・√3/2・(x-π/3)^2/2!+ 2^3/2・(x-π/3)^3/3!+ ・・・

sin3x=-3・(x-π/3)/1! + 3^3・(x-π/3)^3/3!- 3^5・(x-π/3)^5/5!+ ・・・

sin4x=-√3/2 - 4/2・(x-π/3)/1! + 4^2・√3/2・(x-π/3)^2/2!+ 4^3/2・(x-π/3)^3/3!- ・・・

sin5x=-√3/2 + 5/2・(x-π/3)/1! + 5^2・√3/2・(x-π/3)^2/2!- 5^3/2・(x-π/3)^3/3!- ・・・

sin6x=6・(x-π/3)/1! - 6^3・(x-π/3)^3/3!+ 6^5・(x-π/3)^5/5!- ・・・
   ・
   ・
 これを縦に足していき、(x-π/3)^nの同じ次数の項をまとめると次のようになる。

sinx + sin2x + sin3x + ・・・ 
 =√3/2・(1 - 1 + 1 - 1 +・・)
   + 1/2・(1 - 2 - 3×2 - 4 + 5 + 6×2 +・・)(x-π/3)/1!
   - √3/2・(1^2 + 2^2 - 4^2 - 5^2 + 7^2 + 8^2 - 10^2 - 11^2 +・・)(x-π/3)^2/2!
   - 1/2・(1^3 - 2^3 - 3^3×2 - 4^3 + 5^3 + 6^3×2 + ・・)(x-π/3)^3/3!
   + √3/2・(1^4 + 2^4 - 4^4 - 5^4 + 7^4 + 8^4 - 10^4 - 11^4 +・・)(x-π/3)^4/4!
   + 1/2・(1^5 - 2^5 - 3^5×2 - 4^5 + 5^5 + 6^5×2 + ・・)(x-π/3)^5/5!
     ・
     ・
 =√3/2・(1+2)・LA(0) + 1/2・(1-2^2)(1-3^2)ζ(-1)(x-π/3)/1!
  - √3/2・(1+2^3)・LA(-2)(x-π/3)^2/2!- 1/2・(1-2^4)(1-3^4)ζ(-3)(x-π/3)^3/3!
  + √3/2・(1+2^5)・LA(-4)(x-π/3)^4/4!+ 1/2・(1-2^6)(1-3^6)ζ(-5)(x-π/3)^5/5!+・・・

よって、
sinx + sin2x + sin3x + ・・・ 
 =√3/2・(1+2)・LA(0) + 1/2・(1-2^2)(1-3^2)ζ(-1)(x-π/3)/1!
  - √3/2・(1+2^3)・LA(-2)(x-π/3)^2/2!- 1/2・(1-2^4)(1-3^4)ζ(-3)(x-π/3)^3/3!
  + √3/2・(1+2^5)・LA(-4)(x-π/3)^4/4!+ 1/2・(1-2^6)(1-3^6)ζ(-5)(x-π/3)^5/5!+・・・ ------A

が得られた。美しい姿をしている。

このように@右辺のテイラー展開の係数にゼータの繰り込み値LA(0),LA(-2),・・やζ(-1),ζ(-3),・・がのって
くるのである。

 次に@の左辺に着目してそのテイラー展開を求める。
@の左辺cos(x/2)/sin(x/2)=f(x)のx=π/3の周りでのテイラー展開を実行する。次のようになる。

1/2・cos(x/2)/sin(x/2)
f(π/3) + f´(π/3)・(x-π/3)/1!+ f´´(π/3)・(x-π/3)^2/2!
           + f´´´(π/3)・(x-π/3)^3/3! + f´´´´(π/3)・(x-π/3)^4/4! + ・・・ 
√3/2 - (x-π/3) + √3・(x-π/3)^2/2!- 5・(x-π/3)^3/3! + 11√3・(x-π/3)^4/4!+ ・・・   -----B

 @、A、Bより次が成り立つ。

 f(π/3) + f´(π/3)・(x-π/3)/1!+f´´(π/3)・(x-π/3)^2/2!
           + f´´´(π/3)・(x-π/3)^3/3! + f´´´´(π/3)・(x-π/3)^4/4! + ・・・ 
 =√3/2・(1+2)・LA(0) + 1/2・(1-2^2)(1-3^2)ζ(-1)(x-π/3)/1!
  - √3/2・(1+2^3)・LA(-2)(x-π/3)^2/2!- 1/2・(1-2^4)(1-3^4)ζ(-3)(x-π/3)^3/3!
  + √3/2・(1+2^5)・LA(-4)(x-π/3)^4/4!+ 1/2・(1-2^6)(1-3^6)ζ(-5)(x-π/3)^5/5!+・・・ ------C

@の左辺のcos(x/2)/sin(x/2)=f(x)をn回微分したf(π/3), f´(π/3),f´´(π/3), f´´´(π/3),f´´´´(π/3),・・
が登場していることに着目されたい。またC右辺ではテイラー展開の係数に繰り込み値の特殊値がのっている。

 Cが重要な意味をもつ。
Cの左辺と右辺の同次数の(x-π)^nの項同士をくらべると、0回微分の値f(π/3),1回微分の値 f´(π/3),2回微分
の値 f´´(π/3),3回微分の値f´´´(π/3),4回微分の値 f´´´´(π/3),・・はそれぞれLA(0),ζ(-1),LA(-2),ζ(-3),
LA(-4),・・・に対応している。

 つまり、[A]で「@の両辺を0回微分してx=π/3を代入するとLA(0)が出た。1回微分してx=π/3を代入するとζ(-1)
が出た。2回微分してx=π/3を代入するとLA(-2)が出た。・・・・」となっているのはCをみると当然!となる。
 [A]での微分側の結果は、このC式が元になっていたのである。

具体的な特殊値の値では、BとCから、

  √3/2・(1+2)・LA(0)=√3/2 よって、LA(0)1/3

 1/2・(1-2^2)(1-3^2)ζ(-1)=-1 よって、ζ(-1)-1/12

 - √3/2・(1+2^3)・LA(-2)=√3 よって、LA(-2)=-2/9

 - 1/2・(1-2^4)(1-3^4)ζ(-3)=-5 よって、ζ(-3)=1/120

 √3/2・(1+2^5)・L(-4)=11√3 よって、LA(-2)=2/3
  ・
  ・
などと次々に出てくる。
 A式はきれいなので、もう一度、書いておこう。

sinx + sin2x + sin3x + ・・・ 
 =√3/2・(1+2)・LA(0) + 1/2・(1-2^2)(1-3^2)ζ(-1)(x-π/3)/1!
  - √3/2・(1+2^3)・LA(-2)(x-π/3)^2/2!- 1/2・(1-2^4)(1-3^4)ζ(-3)(x-π/3)^3/3!
  + √3/2・(1+2^5)・LA(-4)(x-π/3)^4/4!+ 1/2・(1-2^6)(1-3^6)ζ(-5)(x-π/3)^5/5!+・・・

あるいは同じだが、

1/2・cos(x/2)/sin(x/2)
 =√3/2・(1+2)・LA(0) + 1/2・(1-2^2)(1-3^2)ζ(-1)(x-π/3)/1!
  - √3/2・(1+2^3)・LA(-2)(x-π/3)^2/2!- 1/2・(1-2^4)(1-3^4)ζ(-3)(x-π/3)^3/3!
  + √3/2・(1+2^5)・LA(-4)(x-π/3)^4/4!+ 1/2・(1-2^6)(1-3^6)ζ(-5)(x-π/3)^5/5!+・・・


*****************************************************************************


 上の[A][B]を比較することで火星 その3」で見た不思議、@をn回微分してπ/3代入すると(n=0, 1, 2,・・)
なぜかLA(-2n)とζ(-(2n+1))の値が求まるその不思議の理由がわかったといえる。
つまり、
 @の中心母等式(フーリエ展開式)にテイラー展開という作用を加えると、ゼータ特殊値がべき級数の係数と
して現れるという構造が、私の理論(予想L-4)の裏側に潜んでいたからなのである。

 @を2n回微分してπ/3代入すると、LA(-2n))値が生まれてくる。
 @を(2n+1)回微分してπ/3代入すると、ζ(-(2n+1))値が生まれてくる。

次に、明示的な場合を示そう。



2005/9/17        < [π/3代入] と [LA(2n+1)とζ(2n)の値] >

 ここでは「冥王星 その4」(明示な場合)を考察の対象とする。


予想L-4xにπ/3を代入すると、なぜかLA(s)とζ(s)の特殊値が飛び出してきた。これは「火星 その3
 (天王星 その1),「冥王星 その4」で示した通りであるが、それはx=π/3の周りのテイラー展開に支配され
 ているためにおこっているといえる。



 「冥王星 その4」の場合、LA(2n+1)とζ(2n)の値の場合を見よう。
[A]と[B]を比較する形で見られたい。「冥王星 その4の部分を抜きだし[A]としよう。


[A]*****************************************************************************

   -1/2=cosx + cos2x + cos3x + cos4x + ・・・・ -----A
                               (0 < x < 2π)

 まずAを重回積分-重回微分した結果を書き下していきます。
[重回積分、重回微分した一連の式]
  ・
  ・
4回微分
  0=cosx + 2^4cos2x + 3^4cos3x + 4^4cos4x + ・・・・
 
3回微分
  0=sinx + 2^3sin2x + 3^3sin3x + 4^3sin4x + ・・・・

2回微分
  0=-(cosx + 2^2cos2x + 3^2cos3x + 4^2cos4x + ・・・・)
 
1回微分
  0=- (sinx + 2sin2x + 3sin3x + 4sin4x + ・・・・)

0回積分
  -1/2=cosx + cos2x + cos3x + cos4x + ・・・・  

1回積分
  π/2 - 1/2・x=sinx/1 + sin2x/2 + sin3x/3 + sin4x/4 + ・・・・ 

2回積分
 π/2・x - 1/2・x^2/2!=- (cosx/1^2 + cos2x/2^2 + cos3x/3^2 + ・・・) + ζ(2)

3回積分
 π/2・x^2/2! - 1/2・x^3/3!=- (sinx/1^3 + sin2x/2^3 + sin3x/3^3 + ・・・) + ζ(2)・x

4回積分
 π/2・x^3/3!- 1/2・x^4/4!= (cosx/1^4 + cos2x/2^4 + cos3x/3^4 + ・・・) - ζ(4) + ζ(2)・x^2/2!

5回積分
 π/2・x^4/4!- 1/2・x^5/5!= (sinx/1^5 + sin2x/2^5 + sin3x/3^5 + ・・・) - ζ(4)・x + ζ(2)・x^3/3!

6回積分
 π/2・x^5/5!- 1/2・x^6/6!
         = - (cosx/1^6 + cos2x/2^6 + cos3x/3^6 + ・・・) + ζ(6) -ζ(4)・x^2/2!+ ζ(2)・x^4/4!
  ・
  ・
と、このように上下に延々と続いていきます。
 このxにπ/3を代入して、2回積分と3回積分の場合のみを記すと(予想L-4を確認するにはこれで十分)、
次のようになります。

[π/3代入の結果]

2回積分
    -(1-1/2)(1-1/3)ζ(2)/2 + ζ(2)=π/2・(π/3) - 1/2・(π/3)^2/2!

3回積分
   -√3/2・(1+1/2^2)LA(3) + ζ(2)・(π/3)=π/2・(π/3)^2/2!- 1/2・(π/3)^3/3!

と、このようになり、ζ(s)とLA(s)が飛び出してきました。

LA(s)は
  LA(s)=1 - 1/2^s + 1/4^s - 1/5^s + 1/7^s - 1/8^s + 1/10^s - 1/11^s + ・・・

です。ζ(s)はもちろんリーマン・ゼータです。
 ζ(s)は全てのaに対しχ(a)=1としたときのディリクレのL関数L(χ,s)です。
LA(s)は、a≡0, 1, 2 mod 3に対し、それぞれχ(a)=0, 1, -1としたときのL(χ,s)に一致します。χ(a)はディリクレ指標。

 さて、この結果で冒頭の予想L-4が成り立っているでしょうか?

 いまπ/3代入をやったわけですから、q π/kと比較して、もちろんk=3です。
予想L-4より、導手NがN=k=3 で、且つk=|m|すなわち3=|m|を満たす次体Q(√-3)に対応するL(χ,s)が
出現するはずだということになります。

 上では、LA(s)が出現していますが、これが、はたしてQ(√-3)に対応するL(χ,s)なのでしょうか? 
 答えはYes.
 LA(s)は、ディリクレのL関数L(χ,s)の一種ですが、これがQ(√-3)に対応するL(χ,s)であることは、現代数学で
知られています。例えば、「解決!フェルマーの最終定理」(加藤和也著、日本評論社)のp.74参照。
  LA(s)=1 - 1/2^s + 1/4^s - 1/5^s + 1/7^s - 1/8^s + 1/10^s - 1/11^s + ・・・

 さらに予想L-3の後半部分では「2次体Q(√m)が2次体であるならばそれに対応するL(χ,s)の特殊値が
Aの奇数回の微分・積分の所に現れ、・・」となっていますが、これも成り立っているでしょうか?
上の[π/3代入の結果]を見てください。

 虚2次体Q(√-3)に対応するLA(s)は、ちゃんと奇数回の3回微分・積分のところに現れています!
よって、予想の後半も成り立っている。

以上より、π/3代入では、予想L-4は成立していることがわかりました。


********************************************************************************


上では、予想L-4を確める目的が主であったので、[π/3代入の結果]では二つしか(積分側のみ)見てい
ない。この[A]の微分側(具体的な計算はないが)の構造の本質は次の[B]で明らかになった。


[B]*****************************************************************************

   -1/2=cosx + cos2x + cos3x + cos4x + ・・・・ -----A
                               (0 < x < 2π)

ζ(0)=1 + 1 + 1 + 1 + 1 + ・・・=-1/2
LA(-1)=1^1 - 2^1 + 4^1 - 5^1 + 7^1 - 8^1 + 10^1 - 11^1 + ・・・=0
ζ(-2)=1^2 + 2^2 + 3^2 + 4^2 + 5^2 +・・・ =0
LA(-3)=1^3 - 2^3 + 4^3 - 5^3 + 7^3 - 8^3 + 10^3 - 11^3 + ・・・=0
ζ(-4)=1^4 + 2^4 + 3^4 + 4^4 + 5^4 +・・・ =0
LA(-5)=1^5 - 2^5 + 4^5 - 5^5 + 7^5 - 8^5 + 10^5 - 11^5 + ・・・=0
  ・
  ・
という不思議は、初等的な実数範囲内の議論で@より自然に導出される。以下に示す。

まず右辺から考えよう。cosx,cos2x, cos3x, cos4x・・・各々のx=π/3の周りでのテイラー展開を並べよう。

cosx=1/2 - √3/2・(x-π/3)/1! - 1/2・(x-π/3)^2/2!+ √3/2・(x-π/3)^3/3!+ ・・・

cos2x=-1/2 -2・√3/2・(x-π/3)/1! + 2^2・1/2・(x-π/3)^2/2!+ 2^3・√3/2・(x-π/3)^3/3!- ・・・

cos3x=-1 + 3^2・(x-π/3)^2/2! - 3^4・(x-π/3)^4/4!+ 3^6・(x-π/3)^6/6!- ・・・

cos4x=-1/2 + 4・√3/2・(x-π/3)/1! + 4^2・1/2・(x-π/3)^2/2!- 4^3・√3/2・(x-π/3)^3/3!- ・・・

cos5x=1/2 + 5・√3/2・(x-π/3)/1! - 5^2・1/2・(x-π/3)^2/2!- 5^3・√3/2・(x-π/3)^3/3!+ ・・・

cos6x=1 - 6^2・(x-π/3)^2/2! + 6^4・(x-π/3)^4/4!- 6^6・(x-π/3)^6/6!+ ・・・
   ・
   ・
 これを縦に足していき、(x-π/3)^nの同じ次数の項をまとめると次のようになる。

cosx + cos2x + cos3x + ・・・ 
 =1/2・(1 - 1 - 1×2 - 1 + 1 + 1×2 + ・・)
   - √3/2・(1 + 2 - 4 - 5 + 7 + 8 - 10 - 11 +・・)(x-π/3)/1!
   - 1/2・(1^2 - 2^2 - 3^2×2 - 4^2 + 5^2 + 6^2×2 + ・・)(x-π/3)^2/2!
   + √3/2・(1^3 + 2^3 - 4^3 - 5^3 + 7^3 + 8^3 - 10^3 - 11^3 +・・)(x-π/3)^3/3!
   + 1/2・(1^4 - 2^4 - 3^4×2 - 4^4 + 5^4 + 6^4×2 + ・・)(x-π/3)^4/4!
   - √3/2・(1^5 + 2^5 - 4^5 - 5^5 + 7^5 + 8^5 - 10^5 - 11^5 +・・)(x-π/3)^5/5!
     ・
     ・
 =1/2・(1-2)(1-3)ζ(0) - √3/2・(1+2^2)・LA(-1)(x-π/3)/1!
   - 1/2・(1-2^3)(1-3^3)ζ(-2)(x-π/3)^2/2!+ √3/2・(1+2^4)・LA(-3)(x-π/3)^3/3!
    + 1/2・(1-2^5)(1-3^5)ζ(-4)(x-π/3)^4/4!- √3/2・(1+2^6)・LA(-5)(x-π/3)^5/5!+・・・

よって、
cosx + cos2x + cos3x + ・・・ 
 =1/2・(1-2)(1-3)ζ(0) - √3/2・(1+2^2)・LA(-1)(x-π/3)/1!
   - 1/2・(1-2^3)(1-3^3)ζ(-2)(x-π/3)^2/2!+ √3/2・(1+2^4)・LA(-3)(x-π/3)^3/3!
    + 1/2・(1-2^5)(1-3^5)ζ(-4)(x-π/3)^4/4!- √3/2・(1+2^6)・LA(-5)(x-π/3)^5/5!+・・・

が得られた。美しい式である。

このように@右辺のテイラー展開の係数にゼータの繰り込み値LA(-1),LA(-3),・・やζ(0),ζ(-2),・・がのって
くるのである。

 次に、@の左辺の-1/2=f(x)という関数の直接的なテイラー展開をみる。
f(x)=-1/2のx=π/2の周りでのテイラー展開は、あっけないが、もちろん
 f(x)=-1/2
である。
 すなわち、-1/2=-1/2  ------B
である。

 @、A、Bより次が成り立つ。
 -1/2=1/2・(1-2)(1-3)ζ(0) - √3/2・(1+2^2)・LA(-1)(x-π/3)/1!
      - 1/2・(1-2^3)(1-3^3)ζ(-2)(x-π/3)^2/2!+ √3/2・(1+2^4)・LA(-3)(x-π/3)^3/3!
       + 1/2・(1-2^5)(1-3^5)ζ(-4)(x-π/3)^4/4!- √3/2・(1+2^6)・LA(-5)(x-π/3)^5/5!+・・・  ----C

 これで準備OKである。Cが恒等的になりたつから、左辺と右辺を比較して、
ζ(0)=1 + 1 + 1 + 1 + 1 + ・・・=-1/2
LA(-1)=1^1 - 2^1 + 4^1 - 5^1 + 7^1 - 8^1 + 10^1 - 11^1 + ・・・=0
ζ(-2)=1^2 + 2^2 + 3^2 + 4^2 + 5^2 +・・・ =0
LA(-3)=1^3 - 2^3 + 4^3 - 5^3 + 7^3 - 8^3 + 10^3 - 11^3 + ・・・=0
ζ(-4)=1^4 + 2^4 + 3^4 + 4^4 + 5^4 +・・・ =0
LA(-5)=1^5 - 2^5 + 4^5 - 5^5 + 7^5 - 8^5 + 10^5 - 11^5 + ・・・=0
  ・
と、次々に導かれる。

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 上の[A][B]を比較することで冥王星 その4」で見た不思議、@をn回微分してπ/3代入すると(n=0, 1, 2,・・)
なぜかLA(-(2n+1))とζ(-2n))の値が求まるその不思議の理由がわかったといえる。
つまり、
 @の中心母等式(フーリエ展開式)にテイラー展開という作用を加えると、ゼータ特殊値がべき級数の係数と
して現れるという構造が、私の理論(予想L-4)の裏側に潜んでいたからなのである。

 @を(2n+1)回微分してπ/3代入すると、LA(-(2n+1))値が生まれてくる。
 @を2n回微分してπ/3代入すると、ζ(-2n)値が生まれてくる。


 以上、「その5」〜「その7」で、π,π/2,π/3の代入の場合をまとめてみた。

「ゼータ惑星」では他に様々なqπ/kを代入して色々なL(χ,s)を見たが、「ゼータ惑星」とこの「ハレー彗星」での
関係は、このπ,π/2,π/3の代入で終わりとしよう。結局、他のqπ/kでもまったく同様であるから、読者は他の
場合も容易に類推できるであろう。





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ゼータ系の彗星群

数学の研究