グレゴリー係数

グレゴリー係数 G n は、逆対数第二種ベルヌーイ数第一種コーシー数とも呼ばれ[1] [2] [3] [4] [5] [6] [7] [8] [ 9] [10] [11] [12] [13]逆対数のマクローリン級数展開で現れる有理数である。

グレゴリー係数は、n > 0においてG n = (−1) n −1 | G n |の交代数であり、絶対値が減少する。これらの数は、 1670年に数値積分の文脈で導入されたジェームズ・グレゴリーにちなんで名付けられた。その後、多くの数学者によって再発見され、現代の著作にもしばしば登場するが、必ずしも認識されているわけではない。[1] [5] [14] [15] [16] [17]

数値

n1234567891011...OEISシーケンス
G n+ 1/21/12+ 1/2419/720+ 3/160863/60480+ 275/2419233953/3628800+ 8183/10368003250433/479001600+ 4671/788480...OEIS : A002206 (分子)

OEIS : A002207 (分母)

計算と表現

グレゴリー係数を計算する最も簡単な方法は、漸化式を使うことである。

G 1 = 1/2 . [14] [18]グレゴリー係数は次の微分法によって明示的に計算することもできる。

または積分

これは、 について 0 と 1 の間を積分することで証明できます。1 回目は直接積分し、2 回目は最初に二項級数展開を使用して積分します。

これは有限和公式を意味する。

ここでs ( n , )は第1種符号付きスターリング数である

シュレーダーの積分公式[19] [20]

境界と漸近的挙動

グレゴリー係数は境界を満たす

ヨハン・ステフェンセンによって与えられた[15]これらの境界は後に様々な著者によって改良された。最もよく知られている境界はブラグーシンによって与えられた。[17]特に、

漸近的に、指数nが大きい場合、これらの数は次のように振舞う[2] [17] [19]

G nのより大きなnでのより正確な説明は、 Van Veen [18]、Davis [3]、Coffey [21] 、 Nemes [6]、Blagouchine [17]の研究で見つけることができます。

グレゴリー係数を持つ級数

グレゴリー係数を含む級数は、多くの場合、閉じた形で計算されます。これらの数値を含む基本的な級数には以下が含まれます。

ここでγ = 0.5772156649...はオイラー定数である。これらの結果は非常に古く、その歴史はグレゴリオ・フォンタナロレンツォ・マスケローニの研究に遡ることができる。[17] [22]グレゴリー係数を用いたより複雑な級数は、様々な著者によって計算された。コワレンコ[8] 、アラブドゥルモシン[10] [11]、および他の著者は、

アラブドゥルモシン[10] [11]もこれらの恒等式を次のように与えている。

カンデルパーガー、コッポ[23] [24]、ヤング[7]は、

ここでH nは調和数である。Blagouchine [17] [25] [26] [27]は以下の恒等式を与えている。

ここで、li( z )積分対数、は二項係数である。また、ゼータ関数ガンマ関数ポリガンマ関数スティルチェス定数、その他多くの特殊関数や定数は、これらの数を含む無限級数で表されることが知られている。[1] [17] [18] [28] [29]

一般化

グレゴリー係数には様々な一般化が可能である。その多くは、親となる生成方程式を修正することで得られる。例えば、Van Veen [18]は、

そしてそれゆえ

同等の一般化は後にコワレンコ[9]とルビンシュタイン[30]によって提案された。同様に、グレゴリー係数は一般化ベルヌーイ数と関連している。

[18] [28]を参照

ジョーダン[1] [16] [31]は多項式ψn ( s )を次のように 定義する。

これらを第二種ベルヌーイ多項式と呼ぶ。以上から、G n = ψ n (0)であることは明らかである。Carlitz [16]は、ジョルダンの多項式ψ n ( s )を、多項式βを導入して一般化した。

そしてそれゆえ

ブラグーシン[17] [32]は、 G n ( k )という数を導入し、

それらの生成関数を求め、 nが大きい場合の漸近挙動を調べた。明らかにG n = G n (1)である。これらの数は厳密に交代数であり、 G n ( k ) = (-1) n -1 | G n ( k )|であり、ゼータ関数オイラー定数ポリガンマ関数の様々な展開に関係している。同様の異なる一般化は小松[31]によっても提案されている。

G n = c n (1) / nとなるc n ( k )は著者によって多コーシー数と呼ばれる。[31]コフィー[21]は多項式を定義する。

したがって| G n | = P n +1 (1)となる。

参照

参考文献

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