0
EN
1
المرجع الالكتروني للمعلوماتية

تاريخ الرياضيات

الاعداد و نظريتها

تاريخ التحليل

تار يخ الجبر

الهندسة و التبلوجي

الرياضيات في الحضارات المختلفة

العربية

اليونانية

البابلية

الصينية

المايا

المصرية

الهندية

الرياضيات المتقطعة

المنطق

اسس الرياضيات

فلسفة الرياضيات

مواضيع عامة في المنطق

الجبر

الجبر الخطي

الجبر المجرد

الجبر البولياني

مواضيع عامة في الجبر

الضبابية

نظرية المجموعات

نظرية الزمر

نظرية الحلقات والحقول

نظرية الاعداد

نظرية الفئات

حساب المتجهات

المتتاليات-المتسلسلات

المصفوفات و نظريتها

المثلثات

الهندسة

الهندسة المستوية

الهندسة غير المستوية

مواضيع عامة في الهندسة

التفاضل و التكامل

المعادلات التفاضلية و التكاملية

معادلات تفاضلية

معادلات تكاملية

مواضيع عامة في المعادلات

التحليل

التحليل العددي

التحليل العقدي

التحليل الدالي

مواضيع عامة في التحليل

التحليل الحقيقي

التبلوجيا

نظرية الالعاب

الاحتمالات و الاحصاء

نظرية التحكم

بحوث العمليات

نظرية الكم

الشفرات

الرياضيات التطبيقية

نظريات ومبرهنات

علماء الرياضيات

500AD

500-1499

1000to1499

1500to1599

1600to1649

1650to1699

1700to1749

1750to1779

1780to1799

1800to1819

1820to1829

1830to1839

1840to1849

1850to1859

1860to1864

1865to1869

1870to1874

1875to1879

1880to1884

1885to1889

1890to1894

1895to1899

1900to1904

1905to1909

1910to1914

1915to1919

1920to1924

1925to1929

1930to1939

1940to the present

علماء الرياضيات

الرياضيات في العلوم الاخرى

بحوث و اطاريح جامعية

هل تعلم

طرائق التدريس

الرياضيات العامة

نظرية البيان

قم بتسجيل الدخول اولاً لكي يتسنى لك الاعجاب والتعليق.

Lerch Transcendent

المؤلف:  Guillera, J. and Sondow, J.

المصدر:  "Double Integrals and Infinite Products for Some Classical Constants Via Analytic Continuations of Lerch,s Transcendent." 16 June 2005

الجزء والصفحة:  ...

21-8-2018

2341

+

-

20

Lerch Transcendent

 

The Lerch transcendent is generalization of the Hurwitz zeta function and polylogarithm function. Many sums of reciprocal powers can be expressed in terms of it. It is classically defined by

 Phi(z,s,a)=sum_(k=0)^infty(z^k)/((a+k)^s),

(1)

for |z|<1 and a!=0-1, .... It is implemented in this form as HurwitzLerchPhi[zsa] in the Wolfram Language.

The slightly different form

 Phi^*(z,s,a)=sum_(k=0)^infty(z^k)/([(a+k)^2]^(s/2))

(2)

sometimes also denoted Phi^~(z,s,a), for |z|<1 (or |z|=1 and R[s]>1) and a!=0-1-2, ..., is implemented in the Wolfram Language as LerchPhi[zsa]. Note that the two are identical only for R[a]>0.

A series formula for Phi(z,s,a) valid on a larger domain in the complex z-plane is given by

 (1-z)Phi(z,s,a) 
 =sum_(n=0)^infty((-z)/(1-z))^nsum_(k=0)^n(-1)^k(n; k)(a+k)^(-s),

(3)

which holds for all complex s and complex z with R[z]<1/2 (Guillera and Sondow 2005).

The Lerch transcendent can be used to express the Dirichlet beta function

beta(s) = sum_(k=0)^(infty)(-1)^k(2k+1)^(-s)

(4)

= 2^(-s)Phi(-1,s,1/2).

(5)

A special case is given by

 Phi(z,n,1)=(Li_n(z))/z,

(6)

(Guillera and Sondow 2005), where Li_n(z) is the polylogarithm.

Special cases giving simple constants include

Phi(-1,2,1/2) = 4K

(7)

(partialPhi)/(partials)(-1,-1,1) = ln((A^3)/(2^(1/3)e^(1/4)))

(8)

(partialPhi)/(partials)(-1,-2,1) = (7zeta(3))/(4pi^2)

(9)

(partialPhi)/(partials)(-1,-1,1/2) = K/pi

(10)

where K is Catalan's constant, zeta(3) is Apéry's constant, and A is the Glaisher-Kinkelin constant (Guillera and Sondow 2005).

It gives the integrals of the Fermi-Dirac distribution

int_0^infty(k^sdk)/(e^(k-mu)+1) = e^muGamma(s+1)Phi(-e^mu,s+1,1)

(11)

= -Gamma(s+1)Li_(1+s)(-e^mu),

(12)

where Gamma(z) is the gamma function and Li_n(z) is the polylogarithm and Bose-Einstein distribution

int_0^infty(k^sdk)/(e^(k-mu)-1) = e^muGamma(s+1)Phi(e^mu,s+1,1)

(13)

= Gamma(s+1)Li_(1+s)(e^mu).

(14)

Double integrals involving the Lerch transcendent include

 int_0^1int_0^1(x^(u-1)y^(v-1))/(1-xyz)[-ln(xy)]^sdxdy 
 =Gamma(s+1)(Phi(z,s+1,v)-Phi(z,s+1,u))/(u-v)  
int_0^1int_0^1((xy)^(u-1))/(1-xyz)[-ln(xy)]^sdxdy 
 =Gamma(s)Phi(z,s+2,u),

(15)

where Gamma(z) is the gamma function. These formulas lead to a variety of beautiful special cases of unit square integrals (Guillera and Sondow 2005).

It also can be used to evaluate Dirichlet L-series.


REFERENCES:

Erdélyi, A.; Magnus, W.; Oberhettinger, F.; and Tricomi, F. G. "The Function Psi(z,s,v)=sum_(n=0)^(infty)(v+n)^(-s)z^n." §1.11 in Higher Transcendental Functions, Vol. 1. New York: Krieger, pp. 27-31, 1981.

Gradshteyn, I. S. and Ryzhik, I. M. "The Lerch Function Phi(z,s,v)." §9.55 in Tables of Integrals, Series, and Products, 6th ed. San Diego, CA: Academic Press, p. 1029, 2000.

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.

اخر الاخبار

اشترك بقناتنا على التلجرام ليصلك كل ما هو جديد