Cálculo de una suma usando series de Maclaurin y productos infinitos

Usando la serie de Maclaurin para pecado z y pecado z , así como los productos infinitos

pecado z = z norte = 1 ( 1 z 2 norte 2 π 2 )
y
pecado z = z norte = 1 ( 1 + z 2 norte 2 π 2 )
deducir que
norte = 1 1 norte 4 = π 4 90

Sinceramente, ni siquiera estoy seguro de por dónde empezar para este problema. Llevo un rato mirandolo y no se como la serie Maclaurin o infinitos productos de pecado z y pecado z me ayudará a evaluar la suma. ¡Cualquier sugerencia que me ayude a encontrar el camino correcto sería muy apreciada!

Tienes razón. ¡Fijado!
Hay algunas buenas generalizaciones de este tipo de método en las páginas de problemas de Wikipedia Basel .

Respuestas (1)

Si empezamos con:

(1) pecado z z = norte 1 ( 1 z 2 norte 2 π 2 )
y tomando la derivada logarítmica de ambos lados obtenemos:
(2) 1 z + cuna ( z ) = norte 1 2 z z 2 norte 2 π 2
entonces, expandiendo el término general de la RHS como una serie geométrica:
(3) 1 z cuna z = 2 norte 1 k 1 z 2 k norte 2 k π 2 k
luego cambiando las sumas y explotando la definición de la ζ función:
(4) 1 z cuna z = 2 k 1 ζ ( 2 k ) π 2 k z 2 k
entonces los valores de Riemann ζ función en los enteros pares se puede recuperar de la serie de Taylor de 1 z cuna z en z = 0 . Desde
(5) 1 z cuna z = z 2 3 + z 4 45 + o ( z 5 )
resulta que:

(6) ζ ( 4 ) = π 4 2 1 45 = π 4 90

como quería Un enfoque alternativo proviene de:

(7) pecado ( z ) pecado ( z ) z 2 = norte 1 ( 1 z 4 norte 4 π 4 )
que conduce directamente a:
(8) ζ ( 4 ) = π 4 [ z 4 ] pecado ( z ) pecado ( z ) z 2 = π 4 [ z 6 ] pecado ( z ) pecado ( z )
con el mismo resultado de ( 6 ) .