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Un bonito límite $\lim_{m\to\infty}\left(\left(\sum_{n=1}^{m}\frac{1}{n}\sum_{k=1}^{n-1}\frac{(-1)^k}{k}\right)+\log(2)H_m\right)$

Estoy seguro de que para muchos de ustedes este es un límite bastante fácil de calcular, pero mi preocupación aquí es un poco diferente, y me gustaría saber si puedo calcularlo sin usar funciones especiales. ¿Tenéis en mente alguna forma de hacerlo?

$$\lim_{m\to\infty}\left(\left(\sum_{n=1}^{m}\frac{1}{n}\sum_{k=1}^{n-1}\frac{(-1)^k}{k}\right)+\log(2)H_m\right)$$

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No veo nada bonito aquí... Además, ¿qué es $H_m$ ?

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¿No es $\log(2) H_m$ constante en la suma?

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Anthony Shaw Puntos 858

$$ \begin{align} \lim_{m\to\infty}\left(\sum_{n=1}^m\sum_{k=1}^{n-1}\frac{(-1)^k}{nk}+H_m\log(2)\right) &=\lim_{m\to\infty}\sum_{n=1}^m\sum_{k=n}^\infty\frac{(-1)^{k-1}}{nk}\\ &=\sum_{n=1}^\infty\sum_{k=n}^\infty\frac{(-1)^{k-1}}{nk}\\ &=\sum_{k=1}^\infty\sum_{n=1}^k\frac{(-1)^{k-1}}{nk}\\ &=\sum_{k=1}^\infty(-1)^{k-1}\frac{H_k}k\\ &=\frac12\zeta(2)-\frac12\log(2)^2 \end{align} $$ el último paso es de esta respuesta donde sólo se utilizan manipulaciones en serie, sin funciones especiales.

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@robjohn Veo que eres una leyenda de los resúmenes. Me puedes decir de donde puedo aprender todos los trucos que utilizas?

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@AdityaKumar: experiencia de computar muchas sumas.

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