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現代数学解説
文献あり

Terminating q-Watson, q-Whippleの和公式

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次はterminatingな場合の Watsonの3F2和公式 q類似である.

Andrews(1976)

非負整数Nによってb=qNと表されるとき,
0n(a,b;q)n(c;q2)n(c,q;q)n(abq;q2)nqn=aN/2(aq,bq,cq/a,cq/b;q2)(q,abq,cq,cq/ab;q2)
が成り立つ.

0n(a,b;q)n(c;q2)n(c,q;q)n(abq;q2)nqn=4ϕ3[a,c,c,bc,abq,abq;q]
と書き直すと, Watsonの8ϕ7変換公式 より,
4ϕ3[a,c,c,bc,abq,abq;q]=(bq/c,bq/c,q,q/c;q)(bq,q/c,q/c,bq/c;q)8ϕ7[b,qb,qb,bq/a,bq/a,c,c,bb,b,abq,abq,bq/c,bq/c,q;aqc]=(b2q2/c;q2)(q,q/c;q)(q2/c;q2)(bq,bq/c;q)4ϕ3[b2,bq2,bq/a,cb,abq,b2q2/c;q2;aqc]
である. ここで, q-Dixonの和公式
4ϕ3[a,aq,b,ca,aq/b,aq/c;aqbc]=(aq,aq/b,aq/c,aq/bc;q)(aq/b,aq/c,aq,aq/bc;q)
より,
4ϕ3[b2,bq2,bq/a,cb,abq,b2q2/c;q2;aqc]=(b2q2,aq,bq/c,abq/c;q2)(abq,b2q2/c,bq2,aq/c;q2)
だから,
(b2q2/c;q2)(q,q/c;q)(q2/c;q2)(bq,bq/c;q)4ϕ3[b2,bq2,bq/a,cb,abq,b2q2/c;q2;aqc]=(b2q2/c;q2)(q,q/c;q)(q2/c;q2)(bq,bq/c;q)(b2q2,aq,bq2/c,abq/c;q2)(abq,b2q2/c,bq2,aq/c;q2)=(bq,bq2,q/c;q2)(b2q2,bq/c,bq2/c,q;q2)(b2q2,aq,bq2/c,abq/c;q2)(abq,bq2,aq/c;q2)=(aq,bq,q/c,abq/c;q2)(q,abq,aq/c,bq/c;q2)
ここで, b=qNNが奇数ならば, (bq;q2)=0より0となる. Nが偶数ならば,
(q/c,abq/c;q2)(aq/c,bq/c;q2)=(aq/c;q2)N/2(q/c;q2)N/2=aN/2(cq;q2)N/2(cq/a;q2)N/2=aN/2(cq/a,cq/b;q2)(c,cq/ab;q2)
と書き換えられることから定理を得る.

次はterminatingな場合のWhippleの3F2和公式のq類似である.

Andrews(1976)

非負整数Nによってa=qNと表されるとき,
0n(a,q/a;q)n(c;q2)n(e,cq/e;q)n(q2;q2)nqn=qN(N+1)/2(ae,eq/a,acq/e,cq2/ae;q2)(e,cq/e;q)
が成り立つ.

0n(a,q/a;q)n(c;q2)n(e,cq/e;q)n(q2;q2)nqn=4ϕ3[q/a,c,c,acq/e,q,e;q]
と書き直すと, Watsonの8ϕ7変換公式 より,
4ϕ3[q/a,c,c,acq/e,q,e;q]=(ae/c,ae/c,e,e/c;q)(ae,e/c,e/c,ae/c;q)8ϕ7[aeq,qaeq,qaeq,a,c,c,aaeq,aeq,q,e,ae/c,ae/c,e;eqac]=(a2e2/c;q2)(e,e/c;q)(e2/c;q2)(ae,ae/c;q)4ϕ3[a2e2q2,aeq,a2,caeq,e2,a2e2c;q2;eqac]
ここで, q-Dixonの和公式 より,
4ϕ3[a2e2q2,aeq,a2,caeq,e2,a2e2c;q2;eqac]=(a2e2,eq/a,aeq/c,e2/c;q2)(e2,a2e2/c,aeq,eq/ac;q2)
であるから,
(a2e2/c;q2)(e,e/c;q)(e2/c;q2)(ae,ae/c;q)4ϕ3[a2e2q2,aeq,a2,caeq,e2,a2e2c;q2;eqac]=(a2e2/c;q2)(e,e/c;q)(e2/c;q2)(ae,ae/c;q)(a2e2,eq/a,aeq/c,e2/c;q2)(e2,a2e2/c,aeq,eq/ac;q2)=(e/c;q)(aeq/c;q2)(ae/c;q)(eq/ac;q2)(ae,eq/a;q2)(e;q)
ここで, a=qNより
(e/c;q)(aeq/c;q2)(ae/c;q)(eq/ac;q2)=(1eq1N/c)(1eq3N/c)(1eqN1/c)(1eqN/c)(1eq1N/c)(1eq1/c)=qN(N+1)/2(cq1N/e;q2)N(cq/e;q)N=qN(N+1)/2(cq/ae;q)(acq/e;q2)(cq/e;q)(cq/ae;q2)=qN(N+1)/2(acq/e,cq2/ae;q2)(cq/e;q)
であるから, これを代入して定理を得る.

参考文献

[1]
George E. Andrews, On q-analogues of the Watson and Whipple summations, SIAM J. Math. Anal., 1976, 332-336
投稿日:22
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Wataru
Wataru
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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

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