¿Cuál es la fórmula de suma de [math] \ zeta (3) [/ math]?

Hay muchas sumas que convergen a [math] \ zeta (3) [/ math], por lo que el artículo “the” en la pregunta está fuera de lugar.

Por definición, [math] \ zeta [/ math] de cualquier número [math] s [/ math] (real o complejo, pero siempre que su parte real sea mayor que [math] 1 [/ math]) es

[matemáticas] \ displaystyle \ zeta (s) = \ sum_ {n = 1} ^ \ infty \ frac {1} {n ^ s} [/ matemáticas]

Entonces, específicamente,

[matemáticas] \ displaystyle \ zeta (3) = \ sum_ {n = 1} ^ \ infty \ frac {1} {n ^ 3} [/ matemáticas]

Esta es solo la suma de los recíprocos de los cubos de los enteros positivos.

Pero hay otras fórmulas. En su prueba de 1978 de que [matemáticas] \ zeta (3) [/ matemáticas] es irracional, Roger Apéry utilizó esta hermosa variación con signos alternos y denominadores de rápido crecimiento:

[matemáticas] \ displaystyle \ zeta (3) = \ frac {5} {2} \ sum_ {n = 1} ^ \ infty \ frac {(- 1) ^ {n-1}} {n ^ 3 \ binom { 2n} {n}} [/ matemáticas]

Otra fórmula (creo que se debe originalmente a Ramanujan) es una representación de fracción continua generalizada utilizada por Nesterenko:

[matemáticas] \ displaystyle \ zeta (3) = \ frac {6} {5- \ frac {1} {117- \ frac {64} {535- \ ldots \ frac {n ^ 6} {34n ^ 3 + 51n ^ 2 + 27n + 5- \ ldots}}}} [/ math]

Y hay muchas, muchas otras versiones y variaciones.

[math] \ zeta (s) [/ math] es la notación para la función Riemann Zeta [1] que se da como:

[matemáticas] \ zeta (s) = \ dfrac {1} {1 ^ s} + \ dfrac {1} {2 ^ s} + \ dfrac {1} {3 ^ s}… [/ matemáticas]

Usando notación sigma,

[matemáticas] \ zeta (s) = \ displaystyle \ sum_ {n = 1} ^ {\ infty} \ dfrac {1} {n ^ s} [/ matemática]

Por lo tanto,

[matemáticas] \ zeta (3) = \ dfrac {1} {1 ^ 3} + \ dfrac {1} {2 ^ 3} + \ dfrac {1} {3 ^ 3}… [/ matemáticas]

Como mencionó Alon Amit en su sorprendente respuesta a la misma pregunta, Roger Apéry en su prueba sobre la irracionalidad de [math] \ zeta (3) [/ math] mostró el siguiente resultado:

[matemáticas] \ zeta (3) = \ dfrac {5} {2} \ displaystyle \ sum_ {n = 1} ^ {\ infty} \ dfrac {(- 1) ^ {n-1}} {n ^ 3 \ binom {2n} {n}} [/ matemáticas]

Un valor numérico para la función [matemática] \ zeta (s) [/ matemática] en [matemática] s = 3 [/ matemática] sería:

[matemáticas] \ zeta (3) \ aprox 1.2020569031595942854 [/ matemáticas]

Notas al pie

[1] Función zeta de Riemann – Wikipedia

La suma general es

[matemáticas] \ zeta (z) = \ sum_ {n = 1} ^ \ infty \ frac {1} {n ^ z} [/ matemáticas]

En su caso, sustituya z = 3.

Una aproximación de 9 decimales es Zeta (3) = 1.202056903