Fonction bêta de Dirichlet
En mathématiques, la fonction β de Dirichlet, aussi appelée fonction ζ de Catalan, est un des exemples les plus simples de fonction L, après la fonction zêta de Riemann. C'est la fonction L de Dirichlet associée au caractère de Dirichlet alterné de période 4.
Elle est définie, pour tout complexe s de partie réelle strictement positive, par la série :
- ,
ou par l'intégrale
- .
Autrement, on peut définir la fonction bêta de Dirichlet par la fonction zêta de Hurwitz, qui est valable pour tous nombres complexes :
- .
Ou par une autre définition équivalente, du point de vue de la fonction transcendante de Lerch :
- ,
qui est aussi valable pour tous nombres complexes.
Cette fonction se prolonge en une fonction méromorphe sur le plan complexe.
Équation fonctionnelle
L'équation fonctionnelle suivante permet d'étendre la fonction β à la partie gauche du plan complexe Re(s) < 1.
où Γ est la fonction gamma d'Euler.
Valeurs spéciales
On peut noter les valeurs particulières suivantes :
- ,
- [1],
- la constante de Catalan,
- ,
- , où est la fonction polygamma d'indice 3,
- ,
- .
Plus généralement, les valeurs prises par la fonction β aux entiers positifs impairs sont des multiples rationnels de puissances de π.
- ,
- où les sont des nombres d'Euler. Et les valeurs de β aux entiers négatifs pairs sont données aussi par les nombres d'Euler avec :
- .
Par contre, on ne connaît pas grand chose sur les valeurs aux entiers positifs pairs.
Notes et références
- (en) Lennart Råde et Bertil Westergren, Mathematics Handbook for Science and Engineering, , 562 p. (ISBN 978-3-540-21141-9, lire en ligne), p. 423.
Voir aussi
Bibliographie
Lien externe
(en) Eric W. Weisstein, « Dirichlet Beta Function », sur MathWorld