The Dirichlet beta function
در ریاضیات، تابع بتا دیریکله (این تابع با عنوان تابع بتا کاتالان نیز شناخته میشود) یک تابع خاص مشابه تابع زتا ریمان است.[۱]
تعریف
تابع بتا دیریکله به این صورت تعریف میشود:

این تابع با فرمول پایین معادل است:

در هر دو مورد، فرض بر این است که
.
مضاف بر این با تعریف پایین میتوان تابع را توسط تابع هورویتز زتا در فضای اعداد مختلط به این شکل تعریف کرد:[۲]

تعریف دیگری که میتوان از این تابع ارائه داد توسط تابع لِرش زتا است، که مانند تعریف پیشین برای تمام اعداد مختلط
تعریف شدهاست:
}

در نهایت این تابع را میتوان به صورت یک سری نیز تعریف کرد، با کمک تابع پُلیگاما:
![{\displaystyle \beta (s)={\frac {1}{2^{s}}}\sum _{n=0}^{\infty }{\frac {(-1)^{n}}{\left(n+{\frac {1}{2}}\right)^{s}}}={\frac {1}{(-2)^{2s}(s-1)!}}\left[\psi ^{(s-1)}\left({\frac {1}{4}}\right)-\psi ^{(s-1)}\left({\frac {3}{4}}\right)\right]}](./_assets_/eb734a37dd21ce173a46342d1cc64c92/604ea9c2a4e30e0ca1460c43786897b5c77c6dc9.svg)
معادله تابعی
معادله تابعی تابع بتا را از سمت چپ صفحه اعداد مختلط ،
گسترش میدهد:

در اینجا
تابع گاما است.
مقادیر ویژه
برخی از ویژه مقادیر تابع عبارتند از:



در اینجا
عدد ثابت کاتالان است.




در اینجا
نمونه ای از تابع پُلیگاما است. بهطور کلی، برای هر عدد صحیح مثبت K معادله پایین همیشه برقرار است:


در اینجا
اعداد اویلر است. برای عدد صحیح
تابع به شکل پایین تغییر میکند:

به این ترتیب، تابع برای تمام مقادیر صحیح منفی و مفرد صفر میشود.[۳]
برای هر عدد صحیح مثبت
معادله پایین صادق خواهد بود:

همچنین مالمستن در سال ۱۸۴۲ معادله پایین را اثبات کرد:

| s |
approximate value β(s) |
OEIS |
| ۱/۵ |
۰٫۵۷۳۷۱۰۸۴۷۱۸۵۹۴۶۶۴۹۳۵۷۲۶۶۵ |
A261624 |
| ۱/۴ |
۰٫۵۹۰۷۲۳۰۵۶۴۴۲۴۹۴۷۳۱۸۶۵۹۵۹۱ |
A261623 |
| ۱/۳ |
۰٫۶۱۷۸۵۵۰۸۸۸۴۸۸۵۲۰۶۶۰۷۲۵۳۸۹ |
A261622 |
| ۱/۲ |
۰٫۶۶۷۶۹۱۴۵۷۱۸۹۶۰۹۱۷۶۶۵۸۶۹۰۹ |
A195103 |
| ۱ |
۰٫۷۸۵۳۹۸۱۶۳۳۹۷۴۴۸۳۰۹۶۱۵۶۶۰۸ |
A003881 |
| ۲ |
۰٫۹۱۵۹۶۵۵۹۴۱۷۷۲۱۹۰۱۵۰۵۴۶۰۳۵ |
A006752 |
| ۳ |
۰٫۹۶۸۹۴۶۱۴۶۲۵۹۳۶۹۳۸۰۴۸۳۶۳۴۸ |
A153071 |
| ۴ |
۰٫۹۸۸۹۴۴۵۵۱۷۴۱۱۰۵۳۳۶۱۰۸۴۲۲۶ |
A175572 |
| ۵ |
۰٫۹۹۶۱۵۷۸۲۸۰۷۷۰۸۸۰۶۴۰۰۶۳۱۹۴ |
A175571 |
| ۶ |
۰٫۹۹۸۶۸۵۲۲۲۲۱۸۴۳۸۱۳۵۴۴۱۶۰۰۸ |
A175570 |
| ۷ |
۰٫۹۹۹۵۵۴۵۰۷۸۹۰۵۳۹۹۰۹۴۹۶۳۴۶۵ |
| ۸ |
۰٫۹۹۹۸۴۹۹۹۰۲۴۶۸۲۹۶۵۶۳۳۸۰۶۷۱ |
| ۹ |
۰٫۹۹۹۹۴۹۶۸۴۱۸۷۲۲۰۰۸۹۸۲۱۳۵۸۹ |
| ۱۰ |
۰٫۹۹۹۹۸۳۱۶۴۰۲۶۱۹۶۸۷۷۴۰۵۵۴۰۷ |
منابع
- Glasser, M. L. (1972). "The evaluation of lattice sums. I. Analytic procedures". J. Math. Phys. 14 (3): 409. Bibcode:1973JMP....14..409G. doi:10.1063/1.1666331.
- J. Spanier and K. B. Oldham, An Atlas of Functions, (1987) Hemisphere, New York.
- Weisstein, Eric W. "Dirichlet Beta Function". MathWorld.