1
現代数学解説
文献あり

Gasper-Rahmanの二次変換公式

45
0

Gasper-Rahmanの1986年の論文でいくつかの二次変換公式が示されている.

Gasper-Rahman(1986)

2ϕ1[a,baq/b;xqb2]=(xq/b;ax2q/b2;q)(axq/b,x2q/b2;q)8ϕ7[ax/b,qax/b,qax/b,x,a,a,aq,aqax/b,ax/b,aq/b,axq/b,xq/b,aqx/b,aqx/b;xqb2]

BaileyのNearly-Poised5ϕ4の変換公式
5ϕ4[a,b,c,d,qnaq/b,aq/c,aq/d,a2qn/w2;q]=(wq/a,w2q/a;q)n(wq,w2q/a2;q)n12ϕ11[w,wq,wq,wb/a,wc/a,wd/a,a,a,aq,aq,w2qn+1/a,qnw,w,aq/b,aq/c,aq/d,wq/a,wq/a,wq/a,wq/a,aqn/w,wqn+1;q](w=a2q/bcd)
において, ccqn,ddqnとすると,
5ϕ4[a,b,cqn,dqn,qnaq/b,aqn+1/c,aq1n/d,a2qn/w2;q]=(wq/a,w2q/a;q)n(wq,w2q/a2;q)n12ϕ11[w,wq,wq,wb/a,wcqn/a,wdqn/a,a,a,aq,aq,w2qn+1/a,qnw,w,aq/b,aqn+1/c,aq1n/d,wq/a,wq/a,wq/a,wq/a,aqn/w,wqn+1;q](w=a2q/bcd)
である. nとすると,
2ϕ1[a,baq/b;w2cda3]=(wq/a,w2q/a;q)(wq,w2q/a2;q)8ϕ7[w,wq,wq,wb/a,a,a,aq,aqw,w,aq/b,wq/a,wq/a,wq/a,wq/a;w2cda3](w=a2q/bcd)
ここで, d=aq/cxとすると, w=ax/bであり,
2ϕ1[a,baq/b;xqb2]=(xq/b,ax2q/b2;q)(axq/b,x2q/b2;q)8ϕ7[ax/b,qax/b,qax/b,x,a,a,aq,aqax/b,ax/b,aq/b,axq/b,axq/b,aqx/b,aqx/b;xqb2]
となって定理を得る.

上の定理において, aqa,bqbとして, q1とすれば,
2F1[a,b1+ab;x]=(1+x)a2F1[a2,a+121+ab;4x(1+x)2]
となるので, 定理1は実は2F1の二次変換公式のq類似になっていることが分かる.

Gasper-Rahman(1986)

2ϕ1[a2,b2a2q2/b2;q2,x2q2b4]=(aq/b2,x2q/b2;q)(ax2q/b2,a2q/b2;q)(a2x2q/b2,a2x2q2/b4;q2)(x2q/b2,x2q2/b4;q2)8ϕ7[ax2/b2,qax2/b2,qax2/b2,a,x,x,xq/b,xq/bax2/b2,ax2/b2,x2q/b2,axq/b2,axq/b2,axq/b,axq/b;aqb2]

一つ補題を用意する.

Gasper-Rahman(1986)

3ϕ2[x2,y2,a2a2b2,x2y2b2;b2q]=(a,ab2;q)(b2;q2)(1,b2;q)(a2b2;q2)5ϕ4[a,bx,bx,by,byq,ab2,bxy,bxy;q]+(a,ab2;q)(b2;q2)(1,b2;q)(a2b2;q2)5ϕ4[a,bx,bx,by,byq,ab2,bxy,bxy;q]

Non-terminating q-Saalschützの和公式
(e,f;q)(a,b,c;q)3ϕ2[a,b,ce,f;q]qe(q2/e,fq/e;q)(aq/e,bq/e,cq/e;q)3ϕ2[aq/e,bq/e,cq/eq2/e,fq/e;q]=(e,q/e,f/a,f/b,f/c;q)(a,b,c,aq/e,bq/e,cq/e;q)(abcq=ef)
において, e=q,b=c,aaqrとすると,

(q,ab2qr;q)(aqr,b,b;q)3ϕ2[aqr,b,bq,ab2qr;q]+(q,ab2qr;q)(aqr,b,b;q)3ϕ2[aqr,b,bq,ab2qr;q]=(q,1,b2,abqr,abqr;q)(aqr,b,b,aqr,b,b;q)
両辺に
(x2,y2;q2)r(q2,x2y2b2;q2)rb2rqr
を掛けて足し合わせると,
(q,1,b2;q)(a2b2;q2)(a2,b2,b2;q2)3ϕ2[x2,y2,a2a2b2,x2y2b2;b2q]=0r(x2,y2;q2)r(q2,x2y2b2;q2)rb2rqr(q,ab2qr;q)(aqr,b,b;q)3ϕ2[aqr,b,bq,ab2qr;q]+0r(x2,y2;q2)r(q2,x2y2b2;q2)rb2rqr(q,ab2qr;q)(aqr,b,b;q)3ϕ2[aqr,b,bq,ab2qr;q]
ここで,
0r(x2,y2;q2)r(q2,x2y2b2;q2)rb2rqr(q,ab2qr;q)(aqr,b,b;q)3ϕ2[aqr,b,bq,ab2qr;q]=0r(x2,y2;q2)r(q2,x2y2b2;q2)rb2rqr(q,ab2qr;q)(aqr,b,b;q)0j(aqr,b,b;q)j(q,q,ab2qr;q)jqj=(q,ab2;q)(a,b,b;q)0r,j(x2,y2;q2)r(q2,x2y2b2;q2)r(a;q)r+j(b,b;q)j(ab2;q)r+j(q,q;q)jb2rqr+j=(q,ab2;q)(a,b,b;q)0r,j(x2,y2;q2)r(q2,x2y2b2;q2)r(a;q)j(b2;q2)jr(ab2;q)j(q2;q2)jrb2rqj=(q,ab2;q)(a,b,b;q)0j(a;q)j(b2;q2)j(ab2;q)j(q2;q2)jqj0r(x2,y2,q2r;q2)r(q2,x2y2b2,q22r/b2;q2)rq2r=(q,ab2;q)(a,b,b;q)0j(a;q)j(b2;q2)j(ab2;q)j(q2;q2)jqj(x2b2,y2b2;q2)j(x2y2b2,b2;q)j=(q,ab2;q)(a,b,b;q)5ϕ4[a,bx,bx,by,byq,ab2,bxy,bxy;q]
ここで, 最後から2行目の等号は q-Saalschützの和公式 による. aaとすれば,
0r(x2,y2;q2)r(q2,x2y2b2;q2)rb2rqr(q,ab2qr;q)(aqr,b,b;q)3ϕ2[aqr,b,bq,ab2qr;q]=(q,ab2;q)(a,b,b;q)5ϕ4[a,bx,bx,by,byq,ab2,bxy,bxy;q]
も得られるから,
3ϕ2[x2,y2,a2a2b2,x2y2b2;b2q]=(a,ab2;q)(b2;q2)(1,b2;q)(a2b2;q2)5ϕ4[a,bx,bx,by,byq,ab2,bxy,bxy;q]+(a,ab2;q)(b2;q2)(1,b2;q)(a2b2;q2)5ϕ4[a,bx,bx,by,byq,ab2,bxy,bxy;q]
を得る.

定理2の証明

補題3において, y=abとすると,
2ϕ1[a2,x2a2b4x2;b2q]=(a,ab2;q)(b2;q2)(1,b2;q)(a2b2;q2)4ϕ3[a,bx,bx,ab2q,ab2x,ab2x;q]+(a,ab2;q)(b2;q2)(1,b2;q)(a2b2;q2)4ϕ3[a,bx,bx,ab2q,ab2x,ab2x;q]
ここで, non-terminating q-Whippleの変換公式 より,
8ϕ7[ab2x2/q,qab2x2/q,qab2x2/q,a,x,x,bx,bxab2x2/q,ab2x2/q,b2x2,ab2x,ab2x,abx,abx;ab2]=(ab2x2,bx,bx,a;q)(b2x2,abx,abx,1;q)(4ϕ3[ab2,a,bx,bxab2x,ab2x,q;q]+(a,ab2;q)(a,ab2;q)4ϕ3[ab2,a,bx,bxab2x,ab2x,q;q])
であるから,
2ϕ1[a2,x2a2b4x2;q2,b2q]=(a,ab2;q)(b2;q2)(1,b2;q)(a2b2;q2)(b2x2,abx,abx,1;q)(ab2x2,bx,bx,a;q)8ϕ7[ab2x2/q,qab2x2/q,qab2x2/q,a,x,x,bx,bxab2x2/q,ab2x2/q,b2x2,ab2x,ab2x,abx,abx;ab2]=(ab2,b2x2;q)(a2b2x2,b2;q2)(b2,ab2x2;q)(b2x2,a2b2;q2)8ϕ7[ab2x2/q,qab2x2/q,qab2x2/q,a,x,x,bx,bxab2x2/q,ab2x2/q,b2x2,ab2x,ab2x,abx,abx;ab2]
ここで, Heineの変換公式 より,
2ϕ1[a2,x2a2b4x2;q2,b2q]=(a2b2q,b4x2;q2)(b2q,a2b4x2;q2)2ϕ1[a2,q/b2a2b2q;q2,b4x2]
であるから,
2ϕ1[a2,q/b2a2b2q;q2,b4x2]=(ab2,b2x2;q)(a2b2x2,a2b4x2;q2)(a2b2,ab2x2;q)(b2x2,b4x2;q2)8ϕ7[ab2x2/q,qab2x2/q,qab2x2/q,a,x,x,bx,bxab2x2/q,ab2x2/q,b2x2,ab2x,ab2x,abx,abx;ab2]
ここで, bq/bとすると,
2ϕ1[a2,b2a2q2/b2;q2,x2q2b4]=(aq/b2,x2q/b2;q)(a2x2q/b2,a2x2q2/b4;q2)(a2q/b2,ax2q/b2;q)(x2q/b2,x2q2/b4;q2)8ϕ7[ax2/b2,qax2/b2,qax2/b2,a,x,x,xq/b,xq/bax2/b2,ax2/b2,x2q/b2,axq/b2,axq/b2,axq/b,axq/b;aqb2]

定理2においては, aqa,bqbとして, q1としても右辺が上手く表せなさそうであるから, これ自体が古典的な2F1の二次変換公式のq類似になっているわけではないかもしれない.

参考文献

[1]
George Gasper, Mizan Rahman, Positivity of the Poisson kernel for the continuous q-Jacobi polynomials and some quadratic transformation formulas for basic hypergeometric series., SIAM J. Math. Anal., 1986, 970-999
投稿日:57
OptHub AI Competition

この記事を高評価した人

高評価したユーザはいません

この記事に送られたバッジ

バッジはありません。
バッチを贈って投稿者を応援しよう

バッチを贈ると投稿者に現金やAmazonのギフトカードが還元されます。

投稿者

Wataru
Wataru
781
51938
超幾何関数, 直交関数, 多重ゼータ値などに興味があります

コメント

他の人のコメント

コメントはありません。
読み込み中...
読み込み中