∑k=0n(−4)k(nk)(a,b)k(a+b)2k=∑k=02n(−2)k(2nk)(a)k(a+b)k
(a1,⋯,aj)n:=(a1)n⋯(aj)nと略記します。
超幾何級数を使うとこのようになります。3F2[a,b,−na+b2,a+b+12 ;1]=2F1[a,−2na+b ;2]
B(a+k,b+l)B(a,b)=Γ(a+b)Γ(a)Γ(b)Γ(a+k)Γ(b+l)Γ(a+b+k+l)=(a)k(b)l(a+b)k+l左辺右辺(左辺)=∑k=0n(nk)B(a+k,b+k)B(a,b)(−4)k=1B(a,b)∫01ta−1(1−t)b−1[1−4t(1−t)]ndt=1B(a,b)∫01ta−1(1−t)b−1(1−4t+4t2)ndt=1B(a,b)∫01ta−1(1−t)b−1(1−2t)2ndt=∑k=02n(−2)k(2nk)B(a+k,b)B(a,b)=(右辺)
∑n=0∞(a,b)n(a+b)2n(−4x21−x2)n=12∑n=0∞(a)n(a+b)n[(1+x)(−2x1−x)n+(1−x)(2x1+x)n]=1±x2∑n=0∞(a)n+(b)n(a+b)n(∓2x1∓x)n
∵f(x)=∑n=0∞anxn⟺11−xf(x1−x)=∑n=0∞[∑k=0n(nk)ak]xn
これは超幾何関数を使うと3F2[a,b,1a+b2,a+b+12 ;−x21−x2]=12[(1+x)2F1[a,1a+b ;−2x1−x]+(1−x)2F1[a,1a+b ;2x1+x]]=1±x2(2F1[a,1a+b ;∓2x1∓x]+2F1[b,1a+b ;∓2x1∓x])となります。
3F2[−n,b,c−n+b2,−n+b+12 ;1]=2F1[−n,2c−n+b ;2]
両辺がcについての多項式であり無限個のcで成り立つため常に等しい。
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