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大学数学基礎解説
文献あり

q超幾何関数固有の連分数展開

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通常の超幾何関数に対応するものは恐らくありません。
ロジャース=ラマヌジャン連分数 を系に含みます。

定義

rϕs[ab ;z] q超幾何級数
Kn=0anbn 連分数

定理

|q|<1
f(z) :=2ϕ1[a,b0 ;q,z]f(qz)f(z)=1z1(a+b)z+Kn=1abqn1z(1qnz)1(a+b)qnz=1z1(a+b)z+abz(1qz)1(a+b)qz+abqz(1q2z)1(a+b)q2z+

f(z)f(qz)=n=1(a,b;q)n(q;q)n(1qn)zn=n=1(a,b;q)n(q;q)n1zn=n=1(a,b;q)n1(q;q)n1[1(a+b)qn1+abq2n2]zn=z[f(z)(a+b)f(qz)+abf(q2z)](1z)f(z)=[1(a+b)z]f(qz)+abzf(q2z)(1)(1z)f(z)f(qz)=1(a+b)z+abzf(q2z)f(qz)f(z)f(qz)=1(a+b)z+abzf(q2z)f(qz)1zf(qz)f(z)=1z1(a+b)z+abzf(q2z)f(qz)強調部分の再帰的代入。=1z1(a+b)z+Kn=1abqn1z(1qnz)1(a+b)qnz

これ自体はグラフの比較により成り立つことが確認できます。
実際limnqn=0,f(0)=1であることを考慮すれば
limN1z1(a+b)z+Kn=1Nabqn1z(1qnz)1(a+b)qnz=f(qz)f(z)
は厳密に正しいことが証明できます。
関数方程式(1)f(z):=2ϕ1[a,bc ;q,z]に一般化でき、
(1z)f(z)=[1+cq(a+b)z]f(qz)+(abzcq)f(q2z)
となりc=0(1)に一致します。
グラフの比較によると、関数方程式は成り立つにも関わらず、
それに基づいた連分数はc0f(qz)f(z)と一致しません。
また、この場合上記の厳密な証明も使えません。

f(z) :=0ϕ1[0 ;q,z]=n=0qn(n1)zn(q;q)nf(qz)f(z)=11+Kn=0qnz1=11+z1+qz1+q2z1+

f(z)=lima2ϕ1[a,a0 ;q,a2z]

参考文献

投稿日:20231029
更新日:2023112
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