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現代数学解説
文献あり

BaileyによるCayley-Orr型の定理2

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Baileyによって1935年に示された結果のうち, 前の記事 で書いていなかったものを書く.

Bailey(1935)

4F3[a,b,c+d12,c+d2a+b,c,d;4x(1x)]=0n(c+d1)n(a+b)nxnk=0n(a,b)kk!(c)k(a,b)nk(nk)!(d)nk

Whippleによる Nearly-poised4F3の変換公式
4F3[n,b,c,d1nb,1nc,w;1]=(wd)n(w)nk=0n(1nbc,1nw,d)k(n)2kk!(1nb,1nc)k(1n+dw)2k
において, d1ndとして,
4F3[n,b,c,1nd1nb,1nc,w;1]=(w1+n+d)n(w)nk=0n(1nbc,1nw,1nd)k(n)2kk!(1nb,1nc)k(2dw2n)2k=(d+w1)2n(d+w1,w)nk=0n(1nbc,1nw,1nd)k(n)2kk!(1nb,1nc)k(2dw2n)2k
が得られる. これを書き換えると,
n!(d)n(b,c)nk=0n(b,c)kk!(w)k(b,c)nk(nk)!(d)nk=n!(b+c,d)n(d+w1,b,c)nk=0n(1)k(d+w1)2n2kk!(n2k)!(b,c)nk(b+c,w,d)nk
だから,
0n(d+w1)n(b+c)nxnk=0n(b,c)kk!(w)k(b,c)nk(nk)!(d)nk=0nxnk=0n(1)k(d+w1)2n2kk!(n2k)!(b,c)nk(b+c,w,d)nk=0n,kxn+k(1)k(d+w1)2nk!(nk)!(b,c)n(b+c,w,d)n=0nxn(1x)n(d+w1)2nn!(b,c)n(b+c,w,d)n=4F3[b,c,d+w12,d+w2b+c,d,w;4x(1x)]
となって示すべきことが得られた.

Bailey(1935)

(1x)a4F3[a,ca,b,dc,b+d2,b+d+12;x24(1x)]=0n(c)n(b+d)nxnk=0n(a,b)kk!(c)k(a,d)nk(nk)!(d)nk

Whippleによる Nearly-poised4F3の変換公式
4F3[n,b,c,d1nb,1nc,w;1]=(wd)n(w)nk=0n(1nbc,1nw,d)k(n)2kk!(1nb,1nc)k(1n+dw)2k
において, c1nc,w1nwとして,
4F3[n,b,1nc,d1nb,c,1nw;1]=(w+d)n(w)nk=0n(cb,w,d)k(n)2kk!(1nb,c)k(d+w)2k
これを書き換えると,
n!(c)n(b,w)nk=0n(b,d)kk!(c)k(b,w)nk(nk)!(c)nk=n!(w+d)n(b,w)nk=0n(1)k(cb,w,d)k(b)nkk!(n2k)!(c)k(d+w)2k
だから,
0n(c)n(d+w)nxnk=0n(b,d)kk!(c)k(b,w)nk(nk)!(c)nk=0nxnk=0n(1)k(cb,w,d)k(b)nkk!(n2k)!(c)k(d+w)2k=0n,kxn+2k(1)k(cb,w,d)k(b)n+kk!n!(c)k(d+w)2k=0kx2k(1x)kb(1)k(b,cb,w,d)kk!(c)k(d+w)2k=(1x)b4F3[b,cb,d,wc,d+w2,d+w+12;x24(1x)]

Bailey(1935)

c+c=a+a+b+bのとき,
(1x)1cc4F3[a,cb,c+c12,c+c2a+a,a+b,c;4x(1x)2]=0n(c,c+c1)n(a+a,a+b)nxnk=0n(a,b)kk!(c)k(a,b)nk(nk)!(c)nk

Whippleの4F3変換公式
4F3[a,b,c,nd,e,f;1]=(da,ea)n(d,e)n4F3[a,fb,fc,n1n+ad,1n+ae,f;1],(a+b+c+1=d+e+f+n)
において, cc+nとすると, a+b+c+1=d+e+fのとき,
4F3[a,b,c+n,nd,e,f;1]=(da,ea)n(d,e)n4F3[a,fb,fcn,n1n+ad,1n+ae,f;1]
が成り立つ. これを書き換えると,
n!(c)nk=0n(1)k(a,b)k(c)n+kk!(nk)!(d,e,f)k=n!(1+cf)n(d,e)nk=0n(a,fb)kk!(f)k(da,ea)nk(nk)!(1+cf)nk
よって,
0n(c,1+cf)n(d,e)nxnk=0n(a,fb)kk!(f)k(da,ea)nk(nk)!(1+cf)nk=0nxnk=0n(1)k(a,b)k(c)n+kk!(nk)!(d,e,f)k=0n,kxn+k(1)k(a,b)k(c)n+2kk!n!(d,e,f)k=0kxk(1x)c2k(1)k(a,b)k(c)2kk!(d,e,f)k=(1x)c4F3[a,b,c2,c+12d,e,f;4x(1x)2]
bcb,cc+c1,da+a,ea+b,fcとすると, 条件はc+c=a+a+b+bとなって定理を得る.

参考文献

[1]
W. N. Bailey, Some Theorems Concerning Products of Hypergeometric Series, Proc, London Math. Soc., 1935, 377-384
投稿日:44
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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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