Somme double
Bonjour
Je constate expérimentalement l'égalité suivante : \[
\sum_{(m,n)\in {\N^*}^2} \frac{1}{(m^2+n^2)^2} = \zeta(2)C-\zeta(4) ,
\] où $C$ est la constante de Catalan. Quelqu'un aurait-il une idée de preuve ?
Si vous préférez, ça revient au même que prouver : \[
\sum_{(m,n)\in \Z^2 \setminus\{(0,0)\}} \frac{1}{(m^2+n^2)^2} = 4\zeta(2)C .
\]
Je constate expérimentalement l'égalité suivante : \[
\sum_{(m,n)\in {\N^*}^2} \frac{1}{(m^2+n^2)^2} = \zeta(2)C-\zeta(4) ,
\] où $C$ est la constante de Catalan. Quelqu'un aurait-il une idée de preuve ?
Si vous préférez, ça revient au même que prouver : \[
\sum_{(m,n)\in \Z^2 \setminus\{(0,0)\}} \frac{1}{(m^2+n^2)^2} = 4\zeta(2)C .
\]
Réponses
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Peut-être ça peut t’aider
https://math.stackexchange.com/questions/197496/series-involving-catalan-and-zeta
https://carma.newcastle.edu.au/resources/jon/Preprints/Papers/Back Burner I/Salt/zucker-madelung.pdf
https://royalsocietypublishing.org/doi/pdf/10.1098/rspa.2007.0162
Pendant le confinement dans un topic quelqu’un avait parlé de Otto Dunkel memorial problem book paraît-il dans ce livre faut regarder le problème 10
Avez-vous ce livre à porter de main
https://www.amazon.co.uk/Lattice-Sums-Encyclopedia-Mathematics-Applications/dp/1107039908
Y a des sommes similaires avec trois variables etc... -
Ta seconde série est égale à $4 \zeta_K(2)$ où $K = \mathbb{Q} \left( \sqrt{-1} \right)$. Or, pour tout $s \in \mathbb{C}$ tel que $\sigma > 1$, on a
$$\zeta_K(s) = \zeta(s) L(s,\chi_4)$$
où $\chi_4$ est l'unique caractère primitif de Dirichlet modulo $4$. Ainsi, ta série est égale à $4 \zeta(2) L(2,\chi_4) = 4 \zeta(2) \times G$. -
UpLe 😄 Farceur
-
C'est ce que j'ai fait au-dessus :
1. Tu identifies ta série comme une série de Dirichlet qui n'est autre ici qu'une fonction zêta de Dedekind d'un corps de nombres abéliens, en l'occurrence un corps quadratique ;
2. Dans le demi-plan $\sigma > 1$, la formule analytique du nombre de classes te permet de factoriser cette fonction zêta de Dedekind en un produit d'une fonction zêta de Riemann et d'une fonction $L$ de Dirichlet associée au caractère primitif de Dirichlet de ton corps quadratique ;
3. Il n'y a plus qu'à évaluer ce produit au point désiré (ici $s=2$). Dans le message au-dessus, j'ai utilisé l'identité "connue" $L(2,\chi_4) = G$. C'est, en soi, une identité non triviale. -
Etanche:
J'ai parcouru le livre Otto Dunkel memorial problem book, je n'ai pas été capable de trouver ce problème.
(il n'y a pas de problème 10) -
Merci pour les mp explicatifs, merci aussi à ndt.
Les arithméticiens font de belles choses. Comme analyste j’étais incapable d’exhiber la valeur de cette somme mais pour sa convergence, c'est accessible ( comparaison avec une intégrale double)
( je comprends le choix de poirot de poursuivre dans ce domaine même si il est excellent partout)
Si une autre personne à une idée pour calculer cette somme qu'il n’hésite pasLe 😄 Farceur
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Bonjour!
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