WikiDer > Appell seriyasi

Appell series

Matematikada, Appell seriyali to'rttadan iborat gipergeometrik qatorlar F1, F2, F3, F4 ikkitadan o'zgaruvchilar tomonidan kiritilgan Pol Appell (1880) va bu umumlashtiriladi Gaussning gipergeometrik qatorlari 2F1 bitta o'zgaruvchining. Appell to'plamini o'rnatdi qisman differentsial tenglamalar shulardan funktsiyalari echimlar bo'lib, bir qator o'zgaruvchan gipergeometrik qatorlar bo'yicha ushbu ketma-ketlikning turli xil kamaytiradigan formulalarini va ifodalarini topdi.

Ta'riflar

Appell seriyasi F1 | uchun belgilanadix| < 1, |y| <1 juftlik qatori bo'yicha

qayerda bo'ladi Pochhammer belgisi. Ning boshqa qiymatlari uchun x va y funktsiya F1 tomonidan belgilanishi mumkin analitik davomi. Buni ko'rsatish mumkin[1] bu

Xuddi shunday, funktsiya F2 | uchun belgilanadix| + |y| <1 ketma-ket

va uni ko'rsatish mumkin[2] bu

Shuningdek, funktsiya F3 uchun |x| < 1, |y| <1 ketma-ketlik bilan aniqlanishi mumkin

va funktsiyasi F4 uchun |x|½ + |y|½ <1 seriya bo'yicha

Takrorlanish munosabatlari

Gauss gipergeometrik qatori singari 2F1, "Appell" ning er-xotin seriyasiga sabab bo'ladi takrorlanish munosabatlari qo'shni funktsiyalar orasida. Masalan, Appell uchun bunday aloqalarning asosiy to'plami F1 tomonidan berilgan:

Boshqa har qanday munosabatlar[3] uchun amal qiladi F1 bu to'rttadan kelib chiqishi mumkin.

Xuddi shunday, Appell's uchun barcha takrorlanadigan munosabatlar F3 ushbu beshta to'plamdan foydalaning:

Hosilalar va differentsial tenglamalar

Appell uchun F1, quyidagi hosilalar ikki qatorli ta'rifdan kelib chiqadi:

Uning ta'rifidan Appell's F1 qo'shimcha ravishda quyidagi ikkinchi darajali tizimni qondirishi aniqlandi differentsial tenglamalar:

Uchun qisman differentsial tenglamalar tizimi F2 bu

Tizimda echim bor

Xuddi shunday, uchun F3 ta'rifdan quyidagi hosilalar kelib chiqadi:

Va uchun F3 quyidagi differentsial tenglamalar tizimi olinadi:

Uchun qisman differentsial tenglamalar tizimi F4 bu

Tizimda echim bor

Integral vakolatxonalar

Appellning juft seriyali tomonidan aniqlangan to'rt funktsiyani quyidagicha ifodalash mumkin er-xotin integral jalb qilish elementar funktsiyalar faqat (Gradshteyn & Ryzhik 2015 yil, §9.184). Biroq, Emil Pikard (1881) Appellnikini topdi F1 bir o'lchovli sifatida ham yozilishi mumkin Eyler-tip ajralmas:

Ushbu vakolat vositasi yordamida tekshirilishi mumkin Teylorning kengayishi integralning, so'ngra muddatli termal integratsiyaning.

Maxsus holatlar

Pikardning ajralmas vakili shuni anglatadiki to'liq bo'lmagan elliptik integrallar F va E shuningdek to'liq elliptik integral Π - bu Appell-ning alohida holatlari F1:

Tegishli seriyalar

$ Delta $ ikkita ikkita o'zgaruvchiga tegishli ketma-ketliklar mavjud1, Φ2, Φ3, Ψ1, Ψ2, Ξ1va Ξ2, umumlashtiradigan Kummerning birlashgan gipergeometrik funktsiyasi 1F1 bitta o'zgaruvchining va birlashuvchi gipergeometrik chegara funktsiyasi 0F1 shunga o'xshash tarzda bitta o'zgaruvchining. Ulardan birinchisi tomonidan kiritilgan Per Humbert yilda 1920.
Juzeppe Lauricella (1893) Appell seriyasiga o'xshash to'rtta funktsiyani aniqladi, lekin ikkita o'zgaruvchiga emas, balki ko'pgina o'zgaruvchilarga bog'liq x va y. Ushbu turkumlar Appell tomonidan ham o'rganilgan. Ular ma'lum qisman differentsial tenglamalarni qondiradilar, shuningdek, Eyler tipidagi integrallar va shaklida ham berilishi mumkin kontur integrallari.

Adabiyotlar

  1. ^ Burchnall & Chaundy (1940), formula (30) ga qarang.
  2. ^ Burchnall & Chaundy (1940), formula (26) yoki Erdélyi (1953), 5.12 (9) formulasiga qarang.
  3. ^ Masalan,

Tashqi havolalar