Gauss sürekli kesir

Olarak karmaşık analiz , bir Gauss sürekli fraksiyon özel bir durumu olan , sürekli bir fraksiyondan elde edilen hipergeometrik fonksiyonlar . Bu, analitik devam eden fraksiyonların en eski örneklerinden biriydi . Önemli temel işlevlerin yanı sıra daha karmaşık aşkın özel işlevleri temsil etmeyi mümkün kılarlar .

Tarih

Lambert bazı örnekler geçme genelleştirilmiş devam eden kesirler , diğer şeyler arasında ortaya koyan, 1768 yılında bu formun mantıksızlığını ait tt ( bakınız "için Uygulamalar § 0 F 1  " , aşağıda ). Euler ve Lagrange benzer yapıları ele ama olduğu Gauss 1813 yılında, bu sürekli kesir genel şeklini vermek üzere bir sonraki bölümde tarif edilen cebirsel numara kullanılmaktadır.

Ancak, yakınsama özelliklerini göstermedi . Bernhard Riemann ve Ludwig Wilhelm Thomé kısmi sonuçlar elde ettiler, ancak Edward Burr Van Vleck  (in) yakınsama alanını açıklığa kavuşturdu 1901 yılına kadar değildi .

Genel formül

Let ( f i olabilir) bir dizisi analitik fonksiyonları gibi tüm bu i > 0 ,

Nerede k i olan sabitler . Yani poz vererek bu nedenle ( Pringsheim gösteriminde ) ve bu dönüşümü sonsuza kadar tekrarlamak:

Gauss sürekli fraksiyon olarak, fonksiyonlar f i olan hipergeometrik fonksiyonlar form 0 F 1 , 1 F 1 ve 2 F 1 ve denklem f i -1 - f i = k i ZF i +1 'gelen kimlik arasındaki parametrelerin tam büyüklüklere göre farklılık gösterdiği bu fonksiyonlar . Bu kimlikler çeşitli şekillerde gösterilebilir, örneğin seriyi genişleterek ve katsayıları karşılaştırarak veya türevi çeşitli şekillerde hesaplayıp üretilen denklemlerden çıkararak.

Üç seri 0 F 1 , 1 F 1 ve 2 F 1

0 F 1 serisi

En basit durum, işlevle ilgilidir

Kimliğine göre alabiliriz Hangi verir veya dönüştürme yoluyla  :

Bu gelişme yakınsak meromorfik fonksiyonu iki bölüm ile tanımlanan yakınsak dizi (yani, tabii ki, Resim bir negatif veya sıfır tam sayı değil).

1 F 1 serisi

Aşağıdaki durum Kummer'in birleşik hipergeometrik işlevi ile ilgilidir.

iki kimliğin dönüşümlü olarak kullanıldığı Sorarak vb. ve elde ederiz buradan çıkardığımız

aynı zamanda, kullanarak o 1 F 1 (0; B , Z ) = 1 ve değiştirilmesi b + 1 ile b , özel durum

Aynı şekilde, veya:

2 F 1 serisi

Son dava, işlevle ilgilidir

Alternatif olarak yine iki kimlik kullanıyoruz: aslında a ve b yakınındaki ters çevirme ile aynıdır .

Sorarak vb. ve elde ederiz buradan çıkardığımız

aynı zamanda, bu kullanarak 2 F 1 (0, b , c , Z ) 1 = ve değiştirilmesi c + 1 ile c , özel durum

Yakınsama

Bu bölümde, bazı parametrelerin negatif veya sıfır tamsayı olduğu durumu hariç tutuyoruz çünkü bu durumda, ya hipergeometrik seriler tanımlanmamış ya da polinomlar ve ardından devam eden kesir sonludur. Diğer önemsiz istisnaları da hariç tutuyoruz.

Fonksiyonlar 0 F 1 ve 1 F 1 olan tam sayılar dolayısıyla katsayilari meromorfik . Elde edilen sürekli fraksiyonlar eşit yakınsama herhangi kapalı sınırlanmış bir kompleks düzlemde hiçbiri içeren direkleri Bu fonksiyonun.

Yakınsama serisi 2 F 1 1 bu nedenle oranları açısından meromorfik olan eşittir açık birim disk . Elde edilen sürekli fraksiyonlar, bu diskte bulunan ve kutuplardan herhangi birini içermeyen herhangi bir sınırlı kapalı üzerinde düzgün bir şekilde birleşir. Diskin dışında, sürekli fraksiyonunun bir temsil analitik uzamasının yoksun kompleks düzlemde fonksiyon gerçek yarı satır + ∞ [[1 . Çoğu zaman, nokta 1 bir dallanma noktasıdır ve yarım çizgi [1, + ∞ [ bu işlev için bir dal kesimidir.

Uygulama örnekleri

En Uygulamalar 0 F 1

En Uygulamaları 1 F 1

En Uygulamaları 2 F 1

Notlar ve referanslar

(fr) Bu makale kısmen veya tamamen alınır İngilizce Vikipedi başlıklı makalesinde Gauss sürekli kesri  " ( yazarların listesini görmek ) .
  1. (inç) Hubert Stanley Duvarı  (inç) , Devam Eden Kesirler Analitik Teorisi , AMS ,2000( 1 st  ed. 1948), 433  , s. ( ISBN  978-0-8218-2106-0 ) , s.  349.
  2. (in) William B. Jones ve WJ Thron , Devam Kesirler: Analitik Teori ve Uygulamalar , Addison-Wesley , al.  "Matematik Ansiklopedisi ve Uygulamaları" ( n o  11),1980( ISBN  978-0-201-13510-7 ) , s.  5.
  3. (La) CF Gauss , "  Disquisitiones generales circa seriem infinitam: Sectio secunda - Fractiones continuae  " , Commentationes Societatis Regiae Scientiarum Gottingensis latestiores ,1813, s.  13-17 ( çevrimiçi okuyun ).
  4. B. Riemann, sonsuz sürekli kesir iki hipergeometrik serinin bölüm gelişmesi üzerine , 1863 - oeuvre de Riemann, 1873, 2 nd ed., P.  424 (ölümünden sonra parça - orijinal başlık: (o) "  Frazione continua infinita içinde Sullo svolgimento del quoziente di due serie ipergeometriche  ").
  5. (de) LW Thomé , “  Über Kettenbruchentwicklung des die Gauss schen Quotienten  ... ” , J. kraliçe Angew. Matematik. , cilt.  67,1867, s.  299-309 ( çevrimiçi okuyun ).
  6. (in) EB Van Vleck , "  Gauss'un devam eden fraksiyonunun ve diğer devam eden fraksiyonların yakınsaması üzerine  " , Annals of Mathematics , cilt.  3,1901, s.  1-18 ( DOI  10.2307 / 1967627 ).
  7. Jones ve Thron 1980 , s.  206.
  8. Duvar 2000 , s.  339.
  9. (itibaren) Oskar Perron , Die Lehre von den Kettenbrüchen , Teubner,1913( çevrimiçi okuyun ) , "§ 64: Beispiele - Die Kettenbrüche von Gauss und Heine" , s.  343-354.
  10. Gauss 1813'te verilen eşdeğer biçim , s.  16, üstel fonksiyonun Padé yaklaşımları hakkındaki makalenin “Birinci türün sürekli kesri” bölümünde yer almaktadır .
  11. Jones ve Thron 1980 , s.  208.
  12. Duvar 2000 , s.  343.
  13. Jones ve Thron 1980 , s.  202.

Ayrıca görün

Dış bağlantı

(tr) Eric W. Weisstein , Gauss'un Devam Eden Kesiri  " , MathWorld'de

<img src="https://fr.wikipedia.org/wiki/Special:CentralAutoLogin/start?type=1x1" alt="" title="" width="1" height="1" style="border: none; position: absolute;">