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現代数学解説
文献あり

奇数だけからなる{a,b}^nにおけるFMZV, SMZVが0になることの証明

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$$\newcommand{bk}[0]{\boldsymbol{k}} \newcommand{bl}[0]{\boldsymbol{l}} \newcommand{BQ}[5]{{}_{#1}\psi_{#2}\left[\begin{matrix}#3\\#4\end{matrix};#5\right]} \newcommand{calA}[0]{\mathcal{A}} \newcommand{calS}[0]{\mathcal{S}} \newcommand{CC}[0]{\mathbb{C}} \newcommand{F}[5]{{}_{#1}F_{#2}\left[\begin{matrix}#3\\#4\end{matrix};#5\right]} \newcommand{H}[5]{{}_{#1}H_{#2}\left[\begin{matrix}#3\\#4\end{matrix};#5\right]} \newcommand{inv}[0]{\mathrm{inv}} \newcommand{maj}[0]{\mathrm{maj}} \newcommand{ol}[0]{\overline} \newcommand{Q}[5]{{}_{#1}\phi_{#2}\left[\begin{matrix}#3\\#4\end{matrix};#5\right]} \newcommand{QQ}[0]{\mathbb{Q}} \newcommand{ZZ}[0]{\mathbb{Z}} $$
Zhao(2008)

奇数$a,b\geq 1$$n\geq 1$に対し,
\begin{align} \zeta_{\mathcal{A}}(\{a,b\}^n)=\zeta_{\mathcal{A}}^{\star}(\{a,b\}^n)=0 \end{align}
が成り立つ.

調和関係式から$\zeta^{\star}_{\mathcal{A}}(\{k\}^n)=0$となることと, Munetaの定理より,
\begin{align} \zeta_{\mathcal{A}}^{\star}(\{a,b\}^n)&=\sum_{i=0}^n\zeta_{\mathcal{A}}(\{a,b\}^i)\zeta_{\mathcal{A}}(\{a+b\}^{n-i})\\ &=\zeta_{\mathcal{A}}(\{a,b\}^n) \end{align}
一方, ここで, antipode関係式
\begin{align} \sum_{i=0}^r(-1)^i\zeta_{\mathcal{A}}(k_1,\dots,k_i)\zeta_{\mathcal{A}}^{\star}(k_r,\dots,k_{i+1})=0 \end{align}
において, $(k_1,\dots,k_r)=(\{a,b\}^n)$とすると,
\begin{align} \sum_{i=0}^n\zeta_{\mathcal{A}}(\{a,b\}^i)\zeta_{\mathcal{A}}^{\star}(\{b,a\}^{n-i})-\sum_{i=0}^{n-1}\zeta_{\mathcal{A}}(a,\{b,a\}^i)\zeta_{\mathcal{A}}^{\star}(b,\{a,b\}^{n-i-1})=0 \end{align}
を得る. ここで, 反転公式より$ \zeta_{\mathcal{A}}(a,\{b,a\}^n)=-\zeta_{\mathcal{A}}(a,\{b,a\}^n)$だから, $\zeta_{\mathcal{A}}(a,\{b,a\}^n)=0$となる. 同様に$\zeta_{\mathcal{A}}(b,\{a,b\}^n)=0$だから, 先ほどの結果と合わせて
\begin{align} \sum_{i=0}^n\zeta_{\mathcal{A}}(\{a,b\}^i)\zeta_{\mathcal{A}}(\{b,a\}^{n-i})=0 \end{align}
を得る. $n=1$のとき,
\begin{align} \zeta_{\mathcal{A}}(a,b)+\zeta_{\mathcal{A}}(b,a)=0 \end{align}
と反転公式$\zeta_{\mathcal{A}}(a,b)=\zeta_{\mathcal{A}}(b,a)$より, $\zeta_{\mathcal{A}}(a,b)=0$を得る. $n$に関する帰納法を用いる. $n\geq 2$として, $n-1$まで定理が正しいとすると, 反転公式より,
\begin{align} 0=\sum_{i=0}^n\zeta_{\mathcal{A}}(\{a,b\}^i)\zeta_{\mathcal{A}}(\{b,a\}^{n-i})=\zeta_{\mathcal{A}}(\{a,b\}^n)+\zeta_{\mathcal{A}}(\{b,a\}^n)=2\zeta_{\mathcal{A}}(\{a,b\}^n) \end{align}
であるから, $\zeta_{\mathcal{A}}(\{a,b\}^n)=0$が成り立つ. $\zeta_{\mathcal{A}}^{\star}(\{a,b\}^n)=\zeta_{\mathcal{A}}(\{a,b\}^n)$であることは既に示したから, これで示すべきことが得られた.

以上の証明は, 対称多重ゼータ値の場合でも全く同様に機能することから, 以下も成り立つことがわかる.

Ono(2018), Charlton(2018)

奇数$a,b\geq 1$$n\geq 1$に対して,
\begin{align} \zeta_{\mathcal{S}}(\{a,b\}^n)=\zeta_{\mathcal{S}}^{\star}(\{a,b\}^n)=0 \end{align}
が成り立つ.

参考文献

[1]
J. Zhao, Wolstenholme type theorem for multiple harmonic sums, Int. J. Number Theory, 2008, 73-106
[2]
M. Ono, 「多重ゼータ値」から「有限多重ゼータ値」へ, 第26回整数論サマースクール報告集, 2018
[3]
S. Charlton., Bowman-Bradley type identities for symmetrised MZV's, MZV Days at HIM., 2018
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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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