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尤拉變換


存在(至少)三種類型的尤拉變換(或轉換)。第一種是 超幾何函式 的一組變換,稱為 尤拉超幾何變換

第二種型別的尤拉變換是一種用於 級數 加速收斂 的技術,它將收斂的交錯級數

 sum_(k=0)^infty(-1)^ka_k=a_0-a_1+a_2-...
(1)

轉換為具有更快收斂速度的級數,且收斂到相同的值,形式如下:

 s=sum_(k=0)^infty((-1)^kDelta^ka_0)/(2^(k+1)),
(2)

其中 前向差分 定義為

 Delta^ka_0=sum_(m=0)^k=(-1)^m(k; m)a_(k-m)
(3)

(Abramowitz 和 Stegun 1972;Beeler et al. 1972)。尤拉超幾何變換 和加速收斂變換透過以下事實相關聯:當在第二個 尤拉超幾何變換 中取 z=-1 時,

 _2F_1(a,b;c;z)=(_2F_1(c-a,b;c;z/(z-1)))/((1-z)^b),
(4)

其中 _2F_1(a,b,;c;z) 是一個 超幾何函式,它給出了級數 _2F_1(a,b;c;-1) 的尤拉加速收斂變換(Abramowitz 和 Stegun 1972,第 555 頁)。

第三種類型的尤拉變換是某些型別的 整數序列 之間的關係(Sloane 和 Plouffe 1995,第 20-21 頁)。如果 a_1, a_2, ... 和 b_1, b_2, ... 透過下式關聯:

 1+sum_(n=1)^inftyb_nx^n=product_(i=1)^infty1/((1-x^i)^(a_i))
(5)

或者,用 生成函式 A(x)B(x) 表示:

 1+B(x)=exp[sum_(k=1)^infty(A(x^k))/k],
(6)

則稱 {b_n}{a_n} 的尤拉變換(Sloane 和 Plouffe 1995,第 20 頁)。尤拉變換可以透過引入中間級數 c_1, c_2, ... 給定為:

 c_n=sum_(d|n)da_d,
(7)

然後

 b_n=1/n[c_n+sum_(k=1)^(n-1)c_kb_(n-k)],
(8)

其中 b_1=c_1。類似地,逆變換可以透過計算中間級數作為下式來實現:

 c_n=nb_n-sum_(k=1)^(n-1)c_kb_(n-k),
(9)

然後

 a_n=1/nsum_(d|n)mu(n/d)c_d,
(10)

其中 mu(n)莫比烏斯函式

圖論 中,如果 a_n無標號 連通圖n 個節點上滿足某些屬性的數量,那麼 b_n 是具有相同屬性的無標號圖(連通或不連通)的數量。尤拉變換的這種應用稱為無標號圖的 裡德爾公式(Sloane 和 Plouffe 1995,第 20 頁)。

尤拉變換也有重要的數論應用。例如,如果存在 a_1 種大小為 1 的部分,a_2 種大小為 2 的部分,等等,在給定型別的劃分中,那麼 b_na_n 的尤拉變換是 n 劃分為這些整數部分的劃分數。例如,如果對於所有 a_n=1 n,則 b_nn 劃分為整數部分的劃分數。類似地,如果對於 a_n=1 n素數 且對於 a_n=0 n 為合數,則 b_nn 劃分為素數部分的劃分數(Sloane 和 Plouffe 1995,第 21 頁)。Andrews (1986)、Andrews 和 Baxter (1989) 以及 Cameron (1989) 給出了其他應用。


參見

二項式變換, 加速收斂, 尤拉超幾何變換, 前向差分, 整數序列, 莫比烏斯變換, 裡德爾公式, 斯特林變換, Wynn's Epsilon 方法

使用 探索

參考文獻

Abramowitz, M. 和 Stegun, I. A. (編). 數學函式手冊,包含公式、圖表和數學表格,第 9 版。 紐約: Dover, 第 16 頁, 1972.Andrews, G. E. q-級數:它們在分析、數論、組合數學、物理學和計算機代數中的發展和應用。 普羅維登斯, RI: Amer. Math. Soc., 1986.Andrews, G. E. 和 Baxter, R. J. "羅傑斯-拉馬努金恆等式的動機證明." 美國數學月刊 96, 401-409, 1989.Beeler, M. et al. 專案 120,出自 Beeler, M.; Gosper, R. W.; 和 Schroeppel, R. HAKMEM. 劍橋, MA: MIT 人工智慧實驗室, 備忘錄 AIM-239, 第 55 頁, 1972 年 2 月. http://www.inwap.com/pdp10/hbaker/hakmem/series.html#item120.Bernstein, M. 和 Sloane, N. J. A. "整數的一些規範序列." 線性代數及其應用 226//228, 57-72, 1995.Cameron, P. J. "整數的一些序列." 離散數學 75, 89-102, 1989.Iyanaga, S. 和 Kawada, Y. (編). 數學百科辭典。 劍橋, MA: MIT Press, 第 1163 頁, 1980.Sloane, N. J. A. 和 Plouffe, S. 整數序列百科全書。 聖地亞哥, CA: Academic Press, 第 20-21 頁, 1995.

在 中被引用

尤拉變換

請引用本文為

Weisstein, Eric W. "尤拉變換." 來自 Web 資源. https://mathworld.tw/EulerTransform.html

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