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¿Por qué $e^{\pi}-\pi \approx 20$ y $e^{2\pi}-24 \approx 2^9$?

Esto fue inspirado por este post. Deje $q = e^{2\pi\,i\tau}$. A continuación,

$$x := \left(\frac{\eta(\tau)}{\eta(2\tau)}\right)^{24} = \frac{1}{q} - 24 + 276q - 2048q^2 + 11202q^3 - 49152q^4+ \cdots\tag1$$

donde $\eta(\tau)$ es el Dedekind eta función.

Por ejemplo, vamos a $\tau =\sqrt{-1}$ $x = 2^9 =512 $ $(1)$ "explica" por qué,

$$x = 512 \approx e^{2\pi}-24 = 511.49$$


P: Vamos A $q = e^{-\pi}$. Podemos encontrar una relación, $$\pi = \frac{1}{q} - 20 +c_1 q + c_2 q^2 +c_3 q^3 +\cdots\tag2$$ donde el $c_i$ están bien definidos, enteros o racionales tales que $(2)$ "explica" por qué los $\pi \approx e^{\pi}-20$?

Actualización: Por ejemplo, tenemos el curioso,

$$y_1 := \frac{1}{q} - 20 +\tfrac{1}{48}q - \tfrac{1}{300}q^3 -\tfrac{1}{972}q^5 +\tfrac{1}{2160}q^7+\tfrac{1}{\color{brown}{2841}}q^9-\tfrac{1}{\color{brown}{2369}}q^{11}-\cdots\tag3$$

$$y_2 := \frac{1}{q} - 20 +\tfrac{1}{48}q - \tfrac{1}{300}q^3 -\tfrac{1}{972}q^5 +\tfrac{1}{2160}q^7+\tfrac{1}{\color{brown}{2842}}q^9-\tfrac{1}{\color{brown}{2810}}q^{11}-\cdots\tag4$$

y con $q = e^{-\pi}$,

$$\pi - y_1 \aprox -4\times 10^{-22}\\ \pi - y_2 \aprox -3\times 10^{-22}$$

No parece ser un indefinido número de fórmulas, donde la elección de un coeficiente (por ejemplo, $2841$ o $2842$) determina la constante de la estructura de árbol de fórmulas. Sin embargo, puede ser un subconjunto donde los coeficientes tienen una forma cerrada.

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341464 Puntos 26

Esto no siga su propuesta exactamente, pero está construido en serie con términos racionales sólo.

A partir de expansiones

$$ e^\pi=\sum_{k=0}^\infty\frac{3\left(e^{3\pi}-\left(-1\right)^ke^{-3\pi}\right)\Gamma\left(\frac{k}{2}+3i\right)\Gamma\left(\frac{k}{2}-3i\right)}{2 \pi k!}=\sum_{k=0}^\infty un(k) $$ http://oeis.org/A166748

y

$ \pi=3+\sum_{k=1}^\infty\frac{1}{4·16^k}\left(-\frac{40}{8k+1}+\frac{56}{8k+2}+\frac{28}{8k+3}+\frac{48}{8k+4}+\frac{10}{8k+5}+\frac{10}{8k+6}-\frac{7}{8k+7}\right)=3+\sum_{k=1}^\infty b(k) $

https://oeis.org/wiki/User:Jaume_Oliver_Lafont/Constants#Series_involving_convergents_to_Pi

la siguiente representación se obtiene

$$e^\pi-\pi-20 = \frac{1201757159}{10580215726080}+\sum_{k=16}^\infty a(k) -\sum_{k=2}^\infty b(k) \approx -0.00090002 \approx -\left(\frac{3}{100}\right)^2$$

Cancelación proviene de los tres primeros dígitos decimales: $$ \sum_{k=0}^{15} (k) \aprox 23.136(2) $$ $$ b(1) \aprox .136(1) $$

[EDITAR] Otra expresión con un "mal dígitos" que conduce a una mayor precisión cuando se corrige está dada por $$ e - \gamma-log\left(\frac{17}{2}\right) \approx 0.0010000000612416$$ $$ e \approx \gamma+log\left(\frac{17}{2}\right) +\frac{1}{10^3} +6.12416·10^{-11}$$

¿Por qué es $e$ cerca de $H_8$, más cerca de $H_8\left(1+\frac{1}{80^2}\right)$, e incluso más cerca de $\gamma+log\left(\frac{17}{2}\right) +\frac{1}{10^3}$?

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