Ramanujans thetafunktion

Ramanujans thetafunktion är en generalisering av Jacobis thetafunktion. Funktionen är uppkallad efter Srinivasa Ramanujan.

Definition

Ramanujans thetafunktion definieras som

f ( a , b ) = n = a n ( n + 1 ) / 2 b n ( n 1 ) / 2 {\displaystyle f(a,b)=\sum _{n=-\infty }^{\infty }a^{n(n+1)/2}\;b^{n(n-1)/2}}

då |ab| < 1. Jacobis trippelprodukt tar då formen

f ( a , b ) = f ( b , a ) = ( a ; a b ) ( b ; a b ) ( a b ; a b ) {\displaystyle f(a,b)=f(b,a)=(-a;ab)_{\infty }\;(-b;ab)_{\infty }\;(ab;ab)_{\infty }}

där ( a ; q ) n {\displaystyle (a;q)_{n}} är q-Pochhammersymbolen. Tre viktiga specialfall av Ramanujans thetafunktion är

f ( q , q ) = n = q n 2 = ( q ; q 2 ) 2 ( q 2 ; q 2 ) {\displaystyle f(q,q)=\sum _{n=-\infty }^{\infty }q^{n^{2}}={(-q;q^{2})_{\infty }^{2}(q^{2};q^{2})_{\infty }}}

och

f ( q , q 3 ) = n = 0 q n ( n + 1 ) / 2 = ( q 2 ; q 2 ) ( q ; q ) {\displaystyle f(q,q^{3})=\sum _{n=0}^{\infty }q^{n(n+1)/2}={(q^{2};q^{2})_{\infty }}{(-q;q)_{\infty }}}

och

f ( q ) := f ( q , q 2 ) = n = ( 1 ) n q n ( 3 n 1 ) / 2 = ( q ; q ) {\displaystyle f(-q):=f(-q,-q^{2})=\sum _{n=-\infty }^{\infty }(-1)^{n}q^{n(3n-1)/2}=(q;q)_{\infty }}

Speciella värden

φ ( e π ) = π 4 Γ ( 3 4 ) {\displaystyle \varphi \left(e^{-\pi }\right)={\frac {\sqrt[{4}]{\pi }}{\Gamma ({\frac {3}{4}})}}}
φ ( e 2 π ) = 6 π + 4 2 π 4 2 Γ ( 3 4 ) {\displaystyle \varphi \left(e^{-2\pi }\right)={\frac {\sqrt[{4}]{6\pi +4{\sqrt {2}}\pi }}{2\Gamma ({\frac {3}{4}})}}}
φ ( e 3 π ) = 27 π + 18 3 π 4 3 Γ ( 3 4 ) {\displaystyle \varphi \left(e^{-3\pi }\right)={\frac {\sqrt[{4}]{27\pi +18{\sqrt {3}}\pi }}{3\Gamma ({\frac {3}{4}})}}}
φ ( e 4 π ) = 8 π 4 + 2 π 4 4 Γ ( 3 4 ) {\displaystyle \varphi \left(e^{-4\pi }\right)={\frac {{\sqrt[{4}]{8\pi }}+2{\sqrt[{4}]{\pi }}}{4\Gamma ({\frac {3}{4}})}}}
φ ( e 5 π ) = 225 π + 100 5 π 4 5 Γ ( 3 4 ) {\displaystyle \varphi \left(e^{-5\pi }\right)={\frac {\sqrt[{4}]{225\pi +100{\sqrt {5}}\pi }}{5\Gamma ({\frac {3}{4}})}}}
φ ( e 6 π ) = 3 2 + 3 3 4 + 2 3 27 4 + 1728 4 4 3 243 π 2 8 6 1 + 6 2 3 6 Γ ( 3 4 ) {\displaystyle \varphi \left(e^{-6\pi }\right)={\frac {{\sqrt[{3}]{3{\sqrt {2}}+3{\sqrt[{4}]{3}}+2{\sqrt {3}}-{\sqrt[{4}]{27}}+{\sqrt[{4}]{1728}}-4}}\cdot {\sqrt[{8}]{243{\pi }^{2}}}}{6{\sqrt[{6}]{1+{\sqrt {6}}-{\sqrt {2}}-{\sqrt {3}}}}{\Gamma ({\frac {3}{4}})}}}}

Källor

  • W.N. Bailey, Generalized Hypergeometric Series, (1935) Cambridge Tracts in Mathematics and Mathematical Physics, No.32, Cambridge University Press, Cambridge.
  • George Gasper and Mizan Rahman, Basic Hypergeometric Series, 2nd Edition, (2004), Encyclopedia of Mathematics and Its Applications, 96, Cambridge University Press, Cambridge. ISBN 0-521-83357-4.
  • Hazewinkel, Michiel, red. (2001), ”Ramanujan function”, Encyclopedia of Mathematics, Springer, ISBN 978-1556080104 
  • Weisstein, Eric W., "Ramanujan Theta Functions", MathWorld. (engelska)
v  r
Speciella funktioner
Gamma- och relaterade funktioner
Gammafunktionen · Betafunktionen · Digammafunktionen · Trigammafunktionen · Polygammafunktionen · Ofullständiga gammafunktionen · Barnes G-funktion
Zeta- och L-funktioner
Riemanns zetafunktion · Dirichlets L-funktion · Dedekinds zetafunktion · Artins L-funktion · Hasse–Weils L-funktion · Motiviska L-funktionen
Besselfunktioner och relaterade funktioner
Besselfunktion · Bessel–Maitlands funktion · Struves funktion · Angers funktion
Elliptiska funktioner och thetafunktioner
Elliptiska gammafunktionen · q-gammafunktionen · Ramanujans thetafunktion · Weierstrass elliptiska funktion · Eisensteinserie · Jacobis thetafunktioner · Jacobis elliptiska funktioner · Elliptisk integral · Aritmetisk-geometriskt medelvärde · Falsk modulär form
Hypergeometriska funktioner
Hypergeometriska funktionen · Generaliserad hypergeometrisk funktion · Bilateral hypergeometrisk serie · Fox–Wrights funktion · Meijers G-funktion · Fox H-funktion · Kampé de Fériets funktion
Ortogonala polynom
Andra funktioner