Question Number 134016 by mnjuly1970 last updated on 26/Feb/21
$$ \\ $$$$\:\:\:\:\:\:?{prove}\::\underset{{n}=\mathrm{1}} {\overset{\infty} {\sum}}\frac{\left(−\mathrm{1}\right)^{{n}−\mathrm{1}} {H}_{\mathrm{2}{n}} }{\mathrm{2}{n}+\mathrm{1}}=\frac{\pi}{\mathrm{8}}{ln}\left(\mathrm{2}\right).. \\ $$
Answered by mnjuly1970 last updated on 27/Feb/21
$$\:\:\:\:\:\underset{{n}=\mathrm{1}} {\overset{\infty} {\sum}}\frac{\left(−\mathrm{1}\right)^{{n}} {H}_{\mathrm{2}{n}} }{\mathrm{2}{n}+\mathrm{1}}=\frac{\mathrm{1}}{\mathrm{2}}\underset{{n}=\mathrm{1}} {\overset{\infty} {\sum}}\left(\frac{{i}^{{n}} {H}_{{n}} }{{n}+\mathrm{1}}\right)+\frac{\mathrm{1}}{\mathrm{2}}\underset{{n}=\mathrm{1}} {\overset{\infty} {\sum}}\left(\frac{\left(−\mathrm{1}\right)^{{n}} {i}^{{n}} {H}_{{n}} }{{n}+\mathrm{1}}\right) \\ $$$$=\frac{\mathrm{1}}{\mathrm{2}}\underset{{n}=\mathrm{1}} {\overset{\infty} {\sum}}\left\{{i}^{{n}} {H}_{{n}} \int_{\mathrm{0}} ^{\:\mathrm{1}} {x}^{{n}} {dx}\right\}+\frac{\mathrm{1}}{\mathrm{2}}\underset{{n}=} {\overset{\infty} {\sum}}\left\{\left(−{i}\right)^{{n}} {H}_{{n}} \int_{\mathrm{0}} ^{\:\mathrm{1}} {x}^{{n}} {dx}\right\} \\ $$$$\:=−\frac{\mathrm{1}}{\mathrm{2}}\int_{\mathrm{0}} ^{\:\mathrm{1}} \frac{{ln}\left(\mathrm{1}−{ix}\right)}{\mathrm{1}−{ix}}{dx}−\frac{\mathrm{1}}{\mathrm{2}}\int_{\mathrm{0}} ^{\:\mathrm{1}} \frac{{ln}\left(\mathrm{1}+{ix}\right)}{\mathrm{1}+{ix}}{dx} \\ $$$$=\frac{\mathrm{1}}{\mathrm{4}{i}}\left[{ln}^{\mathrm{2}} \left(\mathrm{1}−{xi}\right)\right]_{\mathrm{0}} ^{\mathrm{1}} −\frac{\mathrm{1}}{\mathrm{4}{i}}\left[{ln}^{\mathrm{2}} \left(\mathrm{1}+{xi}\right)\right]_{\mathrm{0}\:} ^{\mathrm{1}} \\ $$$$\:=\frac{\mathrm{1}}{\mathrm{4}{i}}\left({ln}\left(\sqrt{\mathrm{2}}\:{e}^{\frac{−\pi{i}}{\mathrm{4}}} \right)\right)^{\mathrm{2}} −\frac{\mathrm{1}}{\mathrm{4}{i}}\left({ln}\left(\sqrt{\mathrm{2}}\:{e}^{\frac{\pi{i}}{\mathrm{4}}} \right)\right)^{\mathrm{2}} \\ $$$$=\frac{\mathrm{1}}{\mathrm{4}{i}}\left[\left({ln}\left(\sqrt{\mathrm{2}}\:\right)−\frac{{i}\pi}{\mathrm{4}}\right)^{\mathrm{2}} −\left({ln}\sqrt{\left.\mathrm{2}\right)}\:+\frac{{i}\pi}{\mathrm{4}}\right)^{\mathrm{2}} \right] \\ $$$$=\frac{\mathrm{1}}{\mathrm{4}{i}}\left(−\mathrm{4}{ln}\left(\sqrt{\mathrm{2}}\:\right)\left(\frac{{i}\pi}{\mathrm{4}}\right)\right)=\frac{−\pi}{\mathrm{8}}{ln}\left(\mathrm{2}\right) \\ $$$$\:\:\therefore\:{S}=\frac{\pi}{\mathrm{8}}{ln}\left(\mathrm{2}\right)\:\:\:…\checkmark\checkmark \\ $$$$\:\:\:\:\:\:\:\:\:…{m}.{n}… \\ $$