Question Number 191369 by mnjuly1970 last updated on 23/Apr/23
$$ \\ $$$$\:\:\:{calculate} \\ $$$$ \\ $$$$\:\:\:\:\:\boldsymbol{\phi}=\:\underset{{n}=\mathrm{1}} {\overset{\infty} {\sum}}\frac{\:\:{sin}\left(\frac{{n}\pi}{\mathrm{3}}\:\right)}{\left(\mathrm{2}{n}\:+\:\mathrm{1}\:\right)^{\:\mathrm{2}} }=\:? \\ $$$$ \\ $$
Answered by namphamduc last updated on 24/Apr/23
$${S}=\underset{{n}=\mathrm{1}} {\overset{\infty} {\sum}}\frac{\mathrm{sin}\left(\frac{{n}\pi}{\mathrm{3}}\right)}{\left(\mathrm{2}{n}+\mathrm{1}\right)^{\mathrm{2}} }=\Im\underset{{n}=\mathrm{1}} {\overset{\infty} {\sum}}\frac{\left({e}^{\frac{{i}\pi}{\mathrm{3}}} \right)^{{n}} }{\:\left(\mathrm{2}{n}+\mathrm{1}\right)^{\mathrm{2}} } \\ $$$$\mathrm{tanh}^{β\mathrm{1}} \left({x}\right)=\underset{{n}=\mathrm{0}} {\overset{\infty} {\sum}}\frac{{x}^{\mathrm{2}{n}+\mathrm{1}} }{\mathrm{2}{n}+\mathrm{1}}\Rightarrow\frac{\mathrm{tanh}^{β\mathrm{1}} \left({x}\right)}{{x}}=\underset{{n}=\mathrm{0}} {\overset{\infty} {\sum}}\frac{{x}^{\mathrm{2}{n}} }{\mathrm{2}{n}+\mathrm{1}}\Rightarrow\frac{\mathrm{tanh}^{β\mathrm{1}} \left({x}\right)}{{x}}β\mathrm{1}=\underset{{n}=\mathrm{1}} {\overset{\infty} {\sum}}\frac{{x}^{\mathrm{2}{n}} }{\mathrm{2}{n}+\mathrm{1}} \\ $$$$\Rightarrow\underset{{n}=\mathrm{1}} {\overset{\infty} {\sum}}\frac{{x}^{\mathrm{2}{n}} }{\left(\mathrm{2}{n}+\mathrm{1}\right)^{\mathrm{2}} }=\frac{\mathrm{1}}{\mathrm{2}{x}}\left(\mathrm{Li}_{\mathrm{2}} \left({x}\right)β\mathrm{Li}_{\mathrm{2}} \left(β{x}\right)\right)β\mathrm{1} \\ $$$$\Rightarrow{S}=\Im\left(\frac{\mathrm{1}}{\mathrm{2}{e}^{\frac{{i}\pi}{\mathrm{6}}} }\left(\mathrm{Li}_{\mathrm{2}} \left({e}^{\frac{{i}\pi}{\mathrm{6}}} \right)β\mathrm{Li}_{\mathrm{2}} \left(β{e}^{\frac{{i}\pi}{\mathrm{6}}} \right)\right)\right) \\ $$$$=\Im\left(\frac{\mathrm{1}}{\left(\sqrt{\mathrm{3}}+{i}\right)}\left(\frac{\pi^{\mathrm{2}} }{\mathrm{6}}+{i}\frac{\mathrm{4}}{\mathrm{3}}{G}\right)\right)=\Im\left(\frac{\mathrm{1}}{\mathrm{4}}\left(\sqrt{\mathrm{3}}β{i}\right)\left(\frac{\pi^{\mathrm{2}} }{\mathrm{6}}+{i}\frac{\mathrm{4}}{\mathrm{3}}{G}\right)\right) \\ $$$$=β\frac{\pi^{\mathrm{2}} }{\mathrm{24}}+\frac{{G}}{\:\sqrt{\mathrm{3}}} \\ $$
Commented by mnjuly1970 last updated on 24/Apr/23
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