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Jacobi多項式の母関数について

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区間(0,1)における重み関数ta1(1t)b1のJacobi多項式を
ρn(a,b)(x):=(1)n(a)nn!k=0n(n,a+b+n1)kk!(a)kxk
とする. 今回は以下の母関数の等式を証明する.

以下の等式が成り立つ.
0n(a+b1)n(a)nρn(a,b)(x)tn=1(1+t)a+b10n(a+b12,a+b2)nn!(a)n(4xt(1+t)2)n

以下の式変形によって示される.
0n(a+b1)n(a)nρn(a,b)(x)tn=0n(t)n(a+b1)nn!k=0n(n,a+b+n1)kk!(a)kxk=0kn(a+b1)n+kk!(a)k(nk)!(t)n(x)k=0k,n(a+b1)n+2kk!(a)kn!(t)n(xt)k=1(1+t)a+b10k(a+b1)2kk!(a)k(xt(1+t)2)k=1(1+t)a+b10k(a+b12,a+b2)kk!(a)k(4xt(1+t)2)k

特にb=1としてa-Legendre多項式をρn(a)(x):=ρn(a,1)(x)とすると, 以下を得る.
0nρn(a)(x)tn=1(1+t)a0n(a2,a+12)nn!(a)n(4xt(1+t)2)n
また, b=2aとして, a-Chebyshev多項式をσn(a)(x):=n!(a)nρn(a,2a)(x)とすると,

0nσn(a)(x)tn=11+t0n(12)n(a)n(4xt(1+t)2)n
を得る.

投稿日:2024326
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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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