\[\Large\displaystyle \sum_{n=1}^{\infty}\frac{H_{2n}}{n(6n+1)}\]


\(\Large\mathbf{Solution:}\)
Let \(S\) denote the sum. Then
\[\begin{align*}
S=\sum_{n=1}^\infty \frac{H_{2n}}{n(6n+1)} &= \sum_{n=1}^\infty\frac{H_{2n}}{n}\int_0^1 x^{6n}\mathrm dx \\
&= \int_0^1\left( \sum_{n=1}^\infty\frac{H_{2n}}{n}x^{6n}\right)\mathrm dx \tag{1}\end{align*}\]
Let \(\displaystyle f(x)=\sum_{n=1}^\infty \frac{H_n}{n}x^n\) where \(|x|<1\). It can be shown that
\[\begin{align*}
f(x)=\text{Li}_2(x)+\frac{1}{2}\ln^2(1-x) \tag{2}
\end{align*}\]
Then, we can write
\[\begin{align*}
\sum_{n=1}^\infty\frac{H_{2n}}{n}x^{6n} &= f\left(x^3\right)+f\left(-x^3\right) \\
&= \text{Li}_2\left(x^3\right)+\text{Li}_2\left(-x^3\right)+\frac{\ln^2\left(1-x^3\right)+\ln^2\left(1+x^3\right)}{2}\tag{3}
\end{align*}\]
Substitute (3) into (1) to get
\[\begin{align*}
S=\int_0^1 \left(\text{Li}_2\left(x^3\right)+\text{Li}_2\left(-x^3\right)+\frac{\ln^2\left(1-x^3\right)+\ln^2\left(1+x^3\right)}{2} \right)\mathrm dx \tag{4}
\end{align*}\]
Note that
\[\begin{align*}
\int_0^1\left( \text{Li}_2\left(x^3\right)+\text{Li}_2\left(-x^3\right)\right)\mathrm dx &= \frac{1}{2}\int_0^1\sum_{n=1}^\infty\frac{x^{6n}}{n^2} \mathrm dx \\
&=\frac{1}{2}\sum_{n=1}^\infty\frac{1}{n^2(6n+1)} \\
&= \frac{1}{2}\sum_{n=1}^\infty \left(\frac{1}{n^2}-\frac{6}{n}+\frac{36}{1+6n} \right) \\
&= \frac{1}{2}\left(\frac{\pi^2}{6} -6\psi_0\left(\frac{1}{6} \right)-6\gamma_0-36\right) \\
&= \frac{\pi^2}{12}+\frac{3\pi\sqrt{3}}{2}+6\ln 2+\frac{9}{2}\ln 3-18 \tag{5}
\end{align*}\]
\[\begin{align*}
\frac{1}{2}\int_0^1\ln^3\left(1-x^3\right)\mathrm dx &= \frac{1}{6}\int_0^1t^{-2/3}\ln^2(1-t)\mathrm dt \quad (t=x^3)\\
&= \frac{1}{6}\left[\frac{\partial^2}{\partial y^2} \mathrm{B}(x,y)\right]_{x=1/3,y=1} \\
&= \frac{\pi ^2}{8}-\frac{\sqrt{3} \pi }{2}+\frac{9}{2}+\frac{9}{8} \ln^2 3-\frac{9 \ln 3}{2}+\frac{1}{4} \sqrt{3} \pi \ln 3-\frac{\psi_1\left(\dfrac{4}{3}\right)}{2}\tag{6}
\end{align*}\]
Substitute (5) and (6) into equation (4) to get
\[S=-\frac{27}{2}+\frac{5\pi^2}{24}+\frac{9}{8}\ln^2 3+\frac{\pi\sqrt{3}}{4}(4+\ln 3)+6\ln 2-\frac{1}{2}\psi_1\left(\frac{4}{3} \right)+\frac{1}{2}\int_0^1 \ln^2(1+x^3)\mathrm{d}x\]
Now, it remains to calculate \(\displaystyle \int_0^1 \ln^2(1+x^3)\mathrm{d}x\).
According to Mathematica, it equals
\[\begin{align*}
\int_0^1 \ln^2(1+x^3)\mathrm{d}x&=18-\frac{5}{36}\pi ^{2}+\frac{\ln^{2}3}{4}+3\ln^{2}2-12\ln 2+\frac{\ln\dfrac{2187}{16}-12}{2\sqrt{3}}\pi +\mathrm{Li}_{2}\left ( -\frac{1}{3} \right )\\
&~~~-\left ( 1+i\sqrt{3} \right )\mathrm{Li}_{2}\left ( \frac{3-i\sqrt{3}}{6} \right )+\left ( 1-i\sqrt{3} \right )\mathrm{Li}_{2}\left ( \frac{3-i\sqrt{3}}{4} \right )\\
&~~~-\left ( 1-i\sqrt{3} \right )\mathrm{Li}_{2}\left ( \frac{3+i\sqrt{3}}{6} \right )+\left ( 1+i\sqrt{3} \right )\mathrm{Li}_{2}\left ( \frac{3+i\sqrt{3}}{4} \right )
\end{align*}\]
Hence, the final result is
\[\boxed{\displaystyle \begin{align*}
\sum_{n=1}^{\infty}\frac{H_{2n}}{n(6n+1)}&=\color{blue}{-\frac{9}{2}+\frac{5}{36}\pi ^{2} +\frac{5}{4}\ln^23+\frac{3}{2}\ln^22-\frac{\ln 2}{\sqrt{3}}+\left ( \frac{7}{4\sqrt{3}}+\frac{\sqrt{3}}{4} \right )\ln 3}\\
&~~~\color{blue}{+\frac{1}{2}\Bigg\{\mathrm{Li}_{2}\left ( -\frac{1}{3} \right )-\psi _{1}\left ( \frac{4}{3} \right )-\left ( 1+i\sqrt{3} \right )\mathrm{Li}_{2}\left ( \frac{3-i\sqrt{3}}{6} \right )}\\
&~~~\color{blue}{+\left ( 1-i\sqrt{3} \right )\mathrm{Li}_{2}\left ( \frac{3-i\sqrt{3}}{4} \right )-\left ( 1-i\sqrt{3} \right )\mathrm{Li}_{2}\left ( \frac{3+i\sqrt{3}}{6} \right )}\\
&~~~\color{blue}{+\left ( 1+i\sqrt{3} \right )\mathrm{Li}_{2}\left ( \frac{3+i\sqrt{3}}{4} \right )\Bigg\}}
\end{align*}}\]

Euler Sums系列(六)的更多相关文章

  1. Euler Sums系列(五)

    \[\Large\displaystyle \sum_{n=1}^{\infty} \frac{\widetilde{H_n}}{n^{3}}\] where \(\widetilde{H_n}\) ...

  2. Euler Sums系列(一)

    \[\Large\sum_{n=1}^{\infty} \frac{H_{n}}{2^nn^4}\] \(\Large\mathbf{Solution:}\) Let \[\mathcal{S}=\s ...

  3. Euler Sums系列(四)

    \[\Large\displaystyle \sum_{n=1}^\infty (-1)^n \frac{H_n}{2n+1}=\mathbf{G}-\frac{\pi}{2}\ln(2)\] \(\ ...

  4. Euler Sums系列(三)

    \[\Large\sum_{n=1}^{\infty}\frac{\left(H_{n}^{(2)}\right)^{2}}{n^{2}}=\frac{19}{24}\zeta(6)+\zeta^{2 ...

  5. Euler Sums系列(二)

    \[\Large\sum_{n=0}^\infty \frac{H_{2n+1}}{(2n+1)^2}=\frac{21}{16}\zeta(3)\] \(\Large\mathbf{Proof:}\ ...

  6. CSS 魔法系列:纯 CSS 绘制各种图形《系列六》

    我们的网页因为 CSS 而呈现千变万化的风格.这一看似简单的样式语言在使用中非常灵活,只要你发挥创意就能实现很多比人想象不到的效果.特别是随着 CSS3 的广泛使用,更多新奇的 CSS 作品涌现出来. ...

  7. WCF编程系列(六)以编程方式配置终结点

    WCF编程系列(六)以编程方式配置终结点   示例一中我们的宿主程序非常简单:只是简单的实例化了一个ServiceHost对象,然后调用open方法来启动服务.而关于终结点的配置我们都是通过配置文件来 ...

  8. SQL Server 2008空间数据应用系列六:基于SQLCRL的空间数据可编程性

    原文:SQL Server 2008空间数据应用系列六:基于SQLCRL的空间数据可编程性 友情提示,您阅读本篇博文的先决条件如下: 1.本文示例基于Microsoft SQL Server 2008 ...

  9. R语言数据分析系列六

    R语言数据分析系列六 -- by comaple.zhang 上一节讲了R语言作图,本节来讲讲当你拿到一个数据集的时候怎样下手分析,数据分析的第一步.探索性数据分析. 统计量,即统计学里面关注的数据集 ...

随机推荐

  1. openWRT和LuCI

    openwrt是一套集成在板子上的系统,通过ip进入到其页面上 Luci是lua和UCI统一配置接口的合体,实现路由的网页配置界面(相当于一个前端框架)

  2. 洛谷P1219 八皇后 我。。。。。。

    代码1    (学弟版) #include<bits/stdc++.h>using namespace std;int l[15];bool s[15];                  ...

  3. 记录 shell学习过程(10 ) shell 对文件的操作

    0.sed 常用内部命令 a 在匹配后面添加 i 在匹配前面添加 p 打印 d 删除 s 查找替换 c 更改 y 转换 N D P 下面用a来演示 1.sed 'a 追加内容' 文件 # sed 'a ...

  4. Wannafly Camp 2020 Day 1C 染色图 - 组合数学,整除分块

    定义一张无向图 G=⟨V,E⟩ 是 k 可染色的当且仅当存在函数 f:V↦{1,2,⋯,k} 满足对于 G 中的任何一条边 (u,v),都有 f(u)≠f(v). 定义函数 g(n,k) 的值为所有包 ...

  5. Wannafly Camp 2020 Day 2E 阔力梯的树 - set,启发式合并

    搞一波启发式合并即可 #include <bits/stdc++.h> using namespace std; #define int long long #define iter se ...

  6. POI题解整合

    我也不知道为啥我就想把POI的题全都放到一篇blog里写完. POI 2005 SAM-Toy Cars 贪心,每次选下次出现最晚的. POI 2006 KRA-The Disks 箱子位置单调,所以 ...

  7. js替换从excel复制的文本的换行

    var newStr=oldStr.replace(/\n/g,','); 该代码即可将文本中的换行替换为, oldStr为从excel复制过来的值  newStr为替换后的值

  8. CenterOS下 Mysql数据库中数据字符乱码

    1.修改数据库字符编码 mysql> alter database mydb character set utf8 ; 2.创建数据库时,指定数据库的字符编码 mysql> create ...

  9. eclipse中部署项目到tomcat启动,一直是starting状态

    这个问题主要是在eclipse中设置了proxy代理导致的,将Network Connections中的Active Provider更改即可! 打赏

  10. Selenium(Webdriver)自动化测试常问问题

    http://blog.sina.com.cn/s/blog_c189e2590102w3bv.html Selenium(Webdriver)自动化测试常问问题 (1)selenium中如何保证操作 ...