Σελίδα 1 από 1

Υπολογισμός αθροίσματος (11)

Δημοσιεύτηκε: Παρ Νοέμ 25, 2011 5:51 pm
από Κοτρώνης Αναστάσιος
Ας υπολογιστεί το \displaystyle{\sum_{m=1}^{+\infty}\sum_{n=1}^{+\infty}\frac{(-1)^{n+m}}{[\sqrt{n+m}]^3}}, όπου [\cdot] το ακέραιο μέρος.

Re: Υπολογισμός αθροίσματος (11)

Δημοσιεύτηκε: Πέμ Δεκ 22, 2011 7:52 pm
από Σεραφείμ
Ωραίο θέμα Αναστάση.

\displaystyle{\sum\limits_{m = 1}^{ + \infty } {\sum\limits_{n = 1}^{ + \infty } {\frac{{{{\left( { - 1} \right)}^{n + m}}}}{{{{\left\lfloor {\sqrt {n + m} } \right\rfloor }^3}}}} }  = \mathop  = \limits^{\left[ 1 \right]}  = \sum\limits_{n = 1}^{ + \infty } {\frac{{{{\left( { - 1} \right)}^n}\left( {n - 1} \right)}}{{{{\left\lfloor {\sqrt n } \right\rfloor }^3}}}}  = \sum\limits_{k = 1}^{ + \infty } {\sum\limits_{n = {k^2}}^{{{\left( {k + 1} \right)}^2} - 1} {\frac{{{{\left( { - 1} \right)}^n}\left( {n - 1} \right)}}{{{{\left\lfloor {\sqrt n } \right\rfloor }^3}}}} }  = \mathop  = \limits^{\left[ 2 \right]}  = \sum\limits_{k = 1}^{ + \infty } {\frac{1}{{{k^3}}}\sum\limits_{n = {k^2}}^{{{\left( {k + 1} \right)}^2} - 1} {{{\left( { - 1} \right)}^n}\left( {n - 1} \right)} }  = }

\displaystyle{ = \mathop  = \limits^{\left[ 3 \right]}  = \sum\limits_{k = 1}^{ + \infty } {\frac{{{{\left( { - 1} \right)}^k}\left( {k\left( {k + 1} \right) - 1} \right)}}{{{k^3}}}}  = \sum\limits_{k = 1}^{ + \infty } {\frac{{{{\left( { - 1} \right)}^k}\left( {{k^2} + k - 1} \right)}}{{{k^3}}}}  = \sum\limits_{k = 1}^{ + \infty } {\frac{{{{\left( { - 1} \right)}^k}}}{k}}  + \sum\limits_{k = 1}^{ + \infty } {\frac{{{{\left( { - 1} \right)}^k}}}{{{k^2}}}}  - \sum\limits_{k = 1}^{ + \infty } {\frac{{{{\left( { - 1} \right)}^k}}}{{{k^3}}}}  = \mathop  = \limits^{\left[ 4 \right]}  =  - \ln 2 - \frac{{{\pi ^2}}}{{12}} + \frac{3}{4}\zeta \left( 3 \right)}

\displaystyle{\left[ 1 \right]} Για κάθε θετικό ακέραιο αριθμό k, υπάρχουν (k-1) τρόποι να γραφεί σαν άθροισμα δυο διακριτών θετικών ακεραίων π.χ. \displaystyle{6 = 1 + 5 = 2 + 4 = 3 + 3 = 4 + 2 = 5 + 1} .

\displaystyle{\left[ 2 \right]} Για κάθε θετικό ακέραιο \displaystyle{n \in \left\{ {{k^2},{k^2} + 1,..,{{\left( {k + 1} \right)}^2} - 1} \right\}} ισχύει \displaystyle{k \leqslant \sqrt n  < k + 1 \Rightarrow \left\lfloor {\sqrt n } \right\rfloor  = k} .

\displaystyle{\left[ 3 \right]} Το άθροισμα \displaystyle{\sum\limits_{n = {k^2}}^{{{\left( {k + 1} \right)}^2} - 1} {{{\left( { - 1} \right)}^n}\left( {n - 1} \right)} } είναι άθροισμα όρων αριθμητικής προόδου.

\displaystyle{\left[ 4 \right]} Οι υπόψη σειρές είναι γνωστές, έχουν συζητηθεί και υπολογιστεί πολλές φορές.

Re: Υπολογισμός αθροίσματος (11)

Δημοσιεύτηκε: Πέμ Δεκ 22, 2011 8:31 pm
από Κοτρώνης Αναστάσιος
Ωραίος! Το μόνο ζόρι είναι να δικαιολογηθεί στο [1] η άθροιση κατά τρίγωνα. :wallbash: :wallbash_red: :stretcher: :mathexmastree: