主题
Search

欧拉变换


存在(至少)三种类型的欧拉变换(或转换)。第一种是 超几何函数 的一组变换,称为 欧拉超几何变换

第二种类型的欧拉变换是一种用于 级数 加速收敛 的技术,它将收敛的交错级数

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

转换为具有更快收敛速度的级数,且收敛到相同的值,形式如下:

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

其中 前向差分 定义为

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

(Abramowitz 和 Stegun 1972;Beeler et al. 1972)。欧拉超几何变换 和加速收敛变换通过以下事实相关联:当在第二个 欧拉超几何变换 中取 z=-1 时,

 _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) 是一个 超几何函数,它给出了级数 _2F_1(a,b;c;-1) 的欧拉加速收敛变换(Abramowitz 和 Stegun 1972,第 555 页)。

第三种类型的欧拉变换是某些类型的 整数序列 之间的关系(Sloane 和 Plouffe 1995,第 20-21 页)。如果 a_1, a_2, ... 和 b_1, b_2, ... 通过下式关联:

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

或者,用 生成函数 A(x)B(x) 表示:

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

则称 {b_n}{a_n} 的欧拉变换(Sloane 和 Plouffe 1995,第 20 页)。欧拉变换可以通过引入中间级数 c_1, c_2, ... 给定为:

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

然后

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

其中 b_1=c_1。类似地,逆变换可以通过计算中间级数作为下式来实现:

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

然后

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

其中 mu(n)莫比乌斯函数

图论 中,如果 a_n无标号 连通图n 个节点上满足某些属性的数量,那么 b_n 是具有相同属性的无标号图(连通或不连通)的数量。欧拉变换的这种应用称为无标号图的 里德尔公式(Sloane 和 Plouffe 1995,第 20 页)。

欧拉变换也有重要的数论应用。例如,如果存在 a_1 种大小为 1 的部分,a_2 种大小为 2 的部分,等等,在给定类型的划分中,那么 b_na_n 的欧拉变换是 n 划分为这些整数部分的划分数。例如,如果对于所有 a_n=1 n,则 b_nn 划分为整数部分的划分数。类似地,如果对于 a_n=1 n素数 且对于 a_n=0 n 为合数,则 b_nn 划分为素数部分的划分数(Sloane 和 Plouffe 1995,第 21 页)。Andrews (1986)、Andrews 和 Baxter (1989) 以及 Cameron (1989) 给出了其他应用。


参见

二项式变换, 加速收敛, 欧拉超几何变换, 前向差分, 整数序列, 莫比乌斯变换, 里德尔公式, 斯特林变换, Wynn's Epsilon 方法

使用 Wolfram|Alpha 探索

参考文献

Abramowitz, M. 和 Stegun, I. A. (编). 数学函数手册,包含公式、图表和数学表格,第 9 版。 纽约: Dover, 第 16 页, 1972.Andrews, G. E. q-级数:它们在分析、数论、组合数学、物理学和计算机代数中的发展和应用。 普罗维登斯, RI: Amer. Math. Soc., 1986.Andrews, G. E. 和 Baxter, R. J. "罗杰斯-拉马努金恒等式的动机证明." 美国数学月刊 96, 401-409, 1989.Beeler, M. et al. 项目 120,出自 Beeler, M.; Gosper, R. W.; 和 Schroeppel, R. HAKMEM. 剑桥, MA: MIT 人工智能实验室, 备忘录 AIM-239, 第 55 页, 1972 年 2 月. http://www.inwap.com/pdp10/hbaker/hakmem/series.html#item120.Bernstein, M. 和 Sloane, N. J. A. "整数的一些规范序列." 线性代数及其应用 226//228, 57-72, 1995.Cameron, P. J. "整数的一些序列." 离散数学 75, 89-102, 1989.Iyanaga, S. 和 Kawada, Y. (编). 数学百科辞典。 剑桥, MA: MIT Press, 第 1163 页, 1980.Sloane, N. J. A. 和 Plouffe, S. 整数序列百科全书。 圣地亚哥, CA: Academic Press, 第 20-21 页, 1995.

在 Wolfram|Alpha 中被引用

欧拉变换

请引用本文为

Weisstein, Eric W. "欧拉变换." 来自 MathWorld--Wolfram Web 资源. https://mathworld.net.cn/EulerTransform.html

主题分类