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Whippleの4F3変換公式

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Whippleの4F3変換公式

nが非負整数, 1+a+b+c=d+e+f+nのとき,
4F3[a,b,c,nd,e,f;1]=(ea,fa)n(e,f)n4F3[a,db,dc,nd,1n+ae,1n+af;1]

Eulerの変換公式
2F1[a,bc;x]=(1x)cab2F1[ca,cbc;x]
よりcab=fdeのとき,
(1x)cab2F1[ca,cbc;x]2F1[d,ef;x]=(1x)fde2F1[a,bc;x]2F1[fd,fef;x]
であるから,
2F1[ca,cbc;x]2F1[d,ef;x]=2F1[a,bc;x]2F1[fd,fef;x]
である. 両辺のxnの係数を比較すると
k=0n(ca,cb)kk!(c)k(d,e)nk(nk)!(f)nk=k=0n(a,b)kk!(c)k(fd,fe)nk(nk)!(f)nk
を得る. これを書き換えると,
4F3[ca,cb,1nf,nc,1nd,1ne;1]=(fd,fe)n(d,e)n4F3[a,b,1nf,nc,1nf+d,1nf+e;1]
である. aca,bcb,d1nd,e1ne,f1nfとすると, 条件は1+a+b+f=c+d+e+nとなり,
4F3[a,b,f,nc,d,e;1]=(df,ef)n(1nd,1ne)n4F3[ca,cb,f,nc,1n+fd,1n+fe;1]=(df,ef)n(d,e)n4F3[ca,cb,f,nc,1n+fd,1n+fe;1]
が得られる. 変数を入れ替えて定理を得る.

この定理の条件における1+a+b+c=d+e+f+n1+a+b+c+(n)=d+e+fと書くと, 上の段の総和に1を足したものが下の段の総和に一致するという条件になる. 一般にこのような条件を満たす超幾何級数はbalancedであるという. Whippleの4F3変換公式は2つのbalancedな4F3超幾何級数の単位引数における値の間の変換公式である.
Whippleの4F3変換公式のq類似としては Searsの変換公式 が知られており, 全く同様の方法で示すことができる.

Whippleの変換公式の右辺を入れ替えてもう一度Whippleの変換公式を適用することによって, 以下が得られる.

nが非負整数のとき,
4F3[a,b,c,nd,e,1n+a+b+cde;1]=(a,d+eab,d+eac)n(d,e,d+eabc)n4F3[da,ea,d+eabc,nd+eab,d+eac,1na;1]
が成り立つ.

投稿日:20241226
更新日:21
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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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