Question Number 86786 by M±th+et£s last updated on 31/Mar/20
$${show}\:{that} \\ $$$$\underset{{n}=\mathrm{2}} {\overset{\infty} {\sum}}\frac{\mathrm{1}}{{n}^{\mathrm{2}} \left(\mathrm{1}−{n}^{\mathrm{2}} \right)^{\mathrm{2}} }=\mathrm{0}.\mathrm{2999} \\ $$
Commented by Prithwish Sen 1 last updated on 31/Mar/20
$$\mathrm{I}\:\mathrm{got}\:\mathrm{0}.\mathrm{0299} \\ $$
Commented by Prithwish Sen 1 last updated on 31/Mar/20
$$\mathrm{the}\:\mathrm{series}\:\mathrm{is} \\ $$$$\frac{\mathrm{3}}{\mathrm{2}}\underset{\mathrm{1}} {\overset{\infty} {\sum}}\frac{\mathrm{1}}{\mathrm{n}^{\mathrm{2}} }\:−\frac{\mathrm{39}}{\mathrm{16}}\:=\:\frac{\boldsymbol{\pi}^{\mathrm{2}} }{\mathrm{4}}\:−\frac{\mathrm{39}}{\mathrm{16}}\:=\:\mathrm{0}.\mathrm{0299011} \\ $$$$\boldsymbol{\mathrm{please}}\:\boldsymbol{\mathrm{check}}. \\ $$
Commented by mathmax by abdo last updated on 31/Mar/20
$${let}\:{decompose}\:{F}\left({x}\right)\:=\frac{\mathrm{1}}{{x}^{\mathrm{2}} \left({x}^{\mathrm{2}} −\mathrm{1}\right)^{\mathrm{2}} }\:=\frac{\mathrm{1}}{{x}^{\mathrm{2}} \left({x}−\mathrm{1}\right)^{\mathrm{2}} \left({x}+\mathrm{1}\right)^{\mathrm{2}} } \\ $$$${F}\left({x}\right)\:=\frac{{a}}{{x}}+\frac{{b}}{{x}^{\mathrm{2}} }\:+\frac{{c}}{{x}−\mathrm{1}}\:+\frac{{d}}{\left({x}−\mathrm{1}\right)^{\mathrm{2}} }\:+\frac{{e}}{{x}+\mathrm{1}}\:+\frac{{f}}{\left({x}+\mathrm{1}\right)^{\mathrm{2}} } \\ $$$${F}\left(−{x}\right)={F}\left({x}\right)\:\Rightarrow−\frac{{a}}{{x}}\:+\frac{{b}}{{x}^{\mathrm{2}} }−\frac{{c}}{{x}+\mathrm{1}}\:+\frac{{d}}{\left({x}+\mathrm{1}\right)^{\mathrm{2}} }−\frac{{e}}{{x}−\mathrm{1}}\:+\frac{{f}}{\left({x}−\mathrm{1}\right)^{\mathrm{2}} } \\ $$$$={F}\left({x}\right)\:\Rightarrow\:{a}=\mathrm{0}\:{and}\:{e}=−{c}\:\:{and}\:{f}\:={d}\:\Rightarrow \\ $$$${f}\left({x}\right)=\frac{{b}}{{x}^{\mathrm{2}} }\:+\frac{{c}}{{x}−\mathrm{1}}\:+\frac{{d}}{\left({x}−\mathrm{1}\right)^{\mathrm{2}} }−\frac{{c}}{{x}+\mathrm{1}}\:+\frac{{d}}{\left({x}+\mathrm{1}\right)^{\mathrm{2}} } \\ $$$${b}\:=\mathrm{1}\:\:{and}\:{d}\:=\frac{\mathrm{1}}{\mathrm{4}}\:\Rightarrow{F}\left({x}\right)=\frac{\mathrm{1}}{{x}^{\mathrm{2}} }\:+\frac{{c}}{{x}−\mathrm{1}}\:+\frac{\mathrm{1}}{\mathrm{4}\left({x}−\mathrm{1}\right)^{\mathrm{2}} }−\frac{{c}}{{x}+\mathrm{1}}\:+\frac{\mathrm{1}}{\mathrm{4}\left({x}+\mathrm{1}\right)^{\mathrm{2}} } \\ $$$${F}\left(\mathrm{2}\right)\:=\frac{\mathrm{1}}{\mathrm{36}}\:=\frac{\mathrm{1}}{\mathrm{4}}\:+{c}\:+\frac{\mathrm{1}}{\mathrm{4}}−\frac{{c}}{\mathrm{3}}\:+\frac{\mathrm{1}}{\mathrm{36}}\:\Rightarrow\frac{\mathrm{1}}{\mathrm{2}}\:+\frac{\mathrm{2}}{\mathrm{3}}{c}\:=\mathrm{0}\:\Rightarrow\mathrm{3}+\mathrm{4}{c}\:=\mathrm{0}\:\Rightarrow \\ $$$${c}=−\frac{\mathrm{3}}{\mathrm{4}}\:\Rightarrow{F}\left({x}\right)\:=\frac{\mathrm{1}}{{x}^{\mathrm{2}} }−\frac{\mathrm{3}}{\mathrm{4}\left({x}−\mathrm{1}\right)}\:+\frac{\mathrm{1}}{\mathrm{4}\left({x}−\mathrm{1}\right)^{\mathrm{2}} }\:+\frac{\mathrm{3}}{\mathrm{4}\left({x}+\mathrm{1}\right)}+\frac{\mathrm{1}}{\mathrm{4}\left({x}+\mathrm{1}\right)^{\mathrm{2}} } \\ $$$${S}_{{n}} =\sum_{{k}=\mathrm{2}} ^{{n}} \:\frac{\mathrm{1}}{{k}^{\mathrm{2}} \left({k}^{\mathrm{2}} −\mathrm{1}\right)^{\mathrm{2}} }\:\:\Rightarrow \\ $$$${S}_{{n}} =\sum_{{k}=\mathrm{2}} ^{{n}} \:\frac{\mathrm{1}}{{k}^{\mathrm{2}} }−\frac{\mathrm{3}}{\mathrm{4}}\sum_{{k}=\mathrm{2}} ^{{n}} \:\frac{\mathrm{1}}{{k}−\mathrm{1}}\:+\frac{\mathrm{1}}{\mathrm{4}}\sum_{{k}=\mathrm{2}} ^{{n}} \:\frac{\mathrm{1}}{\left({k}−\mathrm{1}\right)^{\mathrm{2}} }\:+\frac{\mathrm{3}}{\mathrm{4}}\sum_{{k}=\mathrm{2}} ^{{n}} \frac{\mathrm{1}}{{k}+\mathrm{1}} \\ $$$$+\frac{\mathrm{1}}{\mathrm{4}}\sum_{{k}=\mathrm{2}} ^{{n}} \:\frac{\mathrm{1}}{\left({k}+\mathrm{1}\right)^{\mathrm{2}} } \\ $$$$\sum_{{k}.=\mathrm{2}} ^{{n}} \:\frac{\mathrm{1}}{{k}^{\mathrm{2}} }\:=\xi_{{n}} \left(\mathrm{2}\right)−\mathrm{1}\:\rightarrow\frac{\pi^{\mathrm{2}} }{\mathrm{6}}−\mathrm{1} \\ $$$$\sum_{{k}=\mathrm{2}} ^{{n}} \:\frac{\mathrm{1}}{{k}−\mathrm{1}}\:=\sum_{{k}=\mathrm{1}} ^{{n}−\mathrm{1}} \:\frac{\mathrm{1}}{{k}}\:={H}_{{n}−\mathrm{1}} ={ln}\left({n}−\mathrm{1}\right)+\gamma\:+{o}\left(\frac{\mathrm{1}}{{n}−\mathrm{1}}\right) \\ $$$$\sum_{{k}=\mathrm{2}} ^{{n}} \:\frac{\mathrm{1}}{\left({k}−\mathrm{1}\right)^{\mathrm{2}} }\:=\sum_{{k}=\mathrm{1}} ^{{n}−\mathrm{1}} \:\frac{\mathrm{1}}{{k}^{\mathrm{2}} }\:=\xi_{{n}−\mathrm{1}} \left(\mathrm{2}\right)\:\rightarrow\frac{\pi^{\mathrm{2}} }{\mathrm{6}} \\ $$$$\sum_{{k}=\mathrm{2}} ^{{n}} \:\frac{\mathrm{1}}{{k}+\mathrm{1}}\:=\sum_{{k}=\mathrm{3}} ^{{n}+\mathrm{1}} \:\frac{\mathrm{1}}{{k}}\:={H}_{{n}+\mathrm{1}} −\frac{\mathrm{3}}{\mathrm{2}}\:={ln}\left({n}+\mathrm{1}\right)+\gamma\:+{o}\left(\frac{\mathrm{1}}{{n}+\mathrm{1}}\right)−\frac{\mathrm{3}}{\mathrm{2}} \\ $$$$\sum_{{k}=\mathrm{2}} ^{{n}} \:\frac{\mathrm{1}}{\left({k}+\mathrm{1}\right)^{\mathrm{2}} }\:=\sum_{{k}=\mathrm{3}} ^{{n}+\mathrm{1}} \:\frac{\mathrm{1}}{{k}^{\mathrm{2}} }\:=\xi_{{n}+\mathrm{1}} \left(\mathrm{2}\right)−\frac{\mathrm{5}}{\mathrm{4}}\rightarrow\frac{\pi^{\mathrm{2}} }{\mathrm{6}}−\frac{\mathrm{5}}{\mathrm{4}}\:\Rightarrow \\ $$$${S}_{{n}} \:=\xi_{{n}} \left(\mathrm{2}\right)−\mathrm{1}−\frac{\mathrm{3}}{\mathrm{4}}{H}_{{n}−\mathrm{1}} +\frac{\mathrm{1}}{\mathrm{4}}\xi_{{n}−\mathrm{1}} \left(\mathrm{2}\right)+\frac{\mathrm{3}}{\mathrm{4}}\:{H}_{{n}+\mathrm{1}} −\frac{\mathrm{9}}{\mathrm{8}}\:+\frac{\mathrm{1}}{\mathrm{4}}\xi_{{n}+\mathrm{1}} \left(\mathrm{2}\right)−\frac{\mathrm{5}}{\mathrm{16}} \\ $$$$\Rightarrow{lim}_{{n}\rightarrow+\infty} \:{S}_{{n}} =\frac{\pi^{\mathrm{2}} }{\mathrm{6}}−\mathrm{1}\:+\frac{\mathrm{1}}{\mathrm{4}}\frac{\pi^{\mathrm{2}} }{\mathrm{6}}−\frac{\mathrm{9}}{\mathrm{8}}+\frac{\mathrm{1}}{\mathrm{4}}\frac{\pi^{\mathrm{2}} }{\mathrm{6}}−\frac{\mathrm{5}}{\mathrm{16}} \\ $$$$=\frac{\pi^{\mathrm{2}} }{\mathrm{6}}+\frac{\pi^{\mathrm{2}} }{\mathrm{12}}\:−\frac{\mathrm{16}+\mathrm{18}+\mathrm{5}}{\mathrm{16}}\:=\frac{\pi^{\mathrm{2}} }{\mathrm{4}}−\frac{\mathrm{39}}{\mathrm{16}} \\ $$
Commented by M±th+et£s last updated on 31/Mar/20
$${yes}\:{sir}\:{its}\:{typo} \\ $$
Commented by M±th+et£s last updated on 31/Mar/20
$${thank}\:{you} \\ $$
Commented by mathmax by abdo last updated on 01/Apr/20
$${you}\:{are}\left[{welcome}\right. \\ $$