実数Dirichletイータ関数η(s)と1−η(s)をグラフ・表計算

使い方

1. sの初期値、増分、点数を入力します。
2. η(s)と1−η(s)を同じ横軸で確認します。
3. s=0、s=1、負の偶整数と正側の値を表で比較します。

計算式・考え方

Dirichletイータ関数η(s)=Σ_(n≥1)(−1)^(n−1)n^(−s)を実数−20≤s≤20で評価します。解析接続ではη(s)=(1−2^(1−s))ζ(s)を使い、s=1の除去可能な形はη(1)=ln2とします。1近傍では1−2^(1−s)を直接減算せずexpm1で安定化します。

注意事項

• NIST DLMF §25.2の交代Dirichlet級数とzetaとの関係を2026年7月13日に照合しました。交代級数を収束しない負側へそのまま有限打切りせず、検証済みの実数zeta共通核から解析接続します。
• s=1では係数とzetaの極が相殺されます。厳密一致ならln2を返し、近傍では−expm1((1−s)ln2)を使って小さな係数の桁落ちを避けます。etaは実数軸で有限ですが、計算範囲と反復費用をzetaページと揃えて−20～20に制限します。
• 計算前に、初期値と最終点が意図した区間を覆うかを確認してください。例えば増分0.1で131点なら初期値から13だけ進みます。点数を増やすだけでは区間が細かくなるとは限らず、増分との組合せで決まります。比較用のグラフを作るときは、関数や次数を変えても開始点、終了点、刻みを揃えると形の違いを読み取りやすくなります。境界値を含める場合は、端点の定義や極の有無も先に確認してください。
• 数値表では代表点を直接確認できます。グラフの縦軸が非常に大きな値へ引かれて小さな変化が見えない場合、必要な部分だけへ横軸を絞って再計算してください。零点の近くでは符号が変わる両側の値を表で読み、ちょうど0と丸めで小さく見える値を区別します。離散数列の点と連続関数の線には異なる表示方法を使い、存在しない中間値を暗示しないようにしています。
• サンプル番号i=0,1,…,点数−1に対し、横軸は初期値+i×増分です。増分を負にすると右から左へ確認できます。点数は初期値を含み、最終点も関数固有の安全範囲に入る必要があります。表示は指定した有限個の標本点であり、点と点の間にある極値や零点をすべて探索する機能ではありません。変化が急な区間は範囲を狭め、刻みを小さくして再計算してください。
• グラフと数値表は同じ計算結果を使い、表は横方向へスクロールできます。TSVコピーでは表示用の丸め文字列ではなく計算した数値を並べます。大きな値が指数表記になることや、浮動小数点の丸めで末尾がわずかに変わることがあります。任意精度計算ではないため、厳密証明や極端な桁数を必要とする用途では公式表や多倍長実装とも照合してください。
• schema v4のsampled-series-v1と、コード側で許可した有界named functionだけを使います。各関数は引数、反復回数、有限性を検査し、範囲外や全セル未定義なら結果を出しません。一部のセルだけが未定義なら表では未定義とし、線グラフはその箇所で分断します。eval、new Function、外部API、fetch、XHR、WebSocketは使用しません。
• 入力と計算は利用者のブラウザ内だけで完結し、サーバーへ数値を送信しません。ページ本文、追加CSS、追加JavaScriptの3点へ分離できる構成で、WordPressへの自動書き込みや公開処理も行いません。既存サイトの文字組みと横幅を尊重し、グラフ、表、入力欄だけにスコープを限定したスタイルを使います。
• 別資料と比較するときは関数名だけでなく、添字の開始、規格化、上昇階乗と下降階乗、Bernoulli数B1の符号、解析接続の有無を確認してください。同じ記号が異なる規約を表す例があります。本ページは式と初期条件を本文に明記し、暗黙の規約差で答えがずれないようにしています。
• 結果は学習、数表作成、実装検証を補助するものです。有限区間のグラフだけから関数全体の単調性、零点の個数、収束性、解析的性質を断定しないでください。代表点、境界点、既知の恒等式を組み合わせて確認し、重要な数値は用途に必要な誤差基準を別途定めてください。
• 有界な倍精度実装です。任意精度や数学的証明を提供するものではありません。

よくある質問