主题
Search

拉马努金 g- 和 G-函数


根据拉马努金 (1913-1914),写出

 product_(k=1,3,5,...)^infty(1+e^(-kpisqrt(n)))=2^(1/4)e^(-pisqrt(n)/24)G_n
(1)
 product_(k=1,3,5,...)^infty(1-e^(-kpisqrt(n)))=2^(1/4)e^(-pisqrt(n)/24)g_n.
(2)

这些函数满足以下等式

g_(4n)=2^(1/4)g_nG_n
(3)
G_n=G_(1/n)
(4)
g_n^(-1)=g_(4/n)
(5)
1/4=(g_nG_n)^8(G_n^8-g_n^8).
(6)

G_ng_n 可以使用模函数理论推导出来,并且当 n有理数时,总是可以表示为代数方程的根。它们与 韦伯函数有关。

为了简单起见,拉马努金对偶数制表了 g_n ,对奇数制表了 G_n 。然而,公式 (6) 允许 G_ng_ng_nG_n 表示,得到

g_n=1/2(G_n^8+sqrt(G_n^(16)-G_n^(-8)))^(1/8)
(7)
G_n=1/2(g_n^8+sqrt(g_n^(16)+g_n^(-8)))^(1/8).
(8)

使用 (◇) 和上述两个方程,可以计算出 g_(4n)g_nG_n 表示

 g_(4n)={2^(1/8)g_n(g_n^8+sqrt(g_n^(16)+g_n^(-8)))^(1/8);  for n even; 2^(1/8)G_n(G_n^8+sqrt(G_n^(16)-G_n^(-8)))^(1/8);  for n odd.
(9)

用参数 parameter k 和互补参数 parameter k^' 表示,

G_n=(2k_nk_n^')^(-1/12)
(10)
g_n=((k_n^('2))/(2k))^(1/12).
(11)

这里,

 k_n=lambda^*(n)
(12)

椭圆 lambda 函数,它给出 k 的值,使得

 (K^'(k))/(K(k))=sqrt(n).
(13)

求解 lambda^*(n) 得到

lambda^*(n)=1/2[sqrt(1+G_n^(-12))-sqrt(1-G_n^(-12))]
(14)
lambda^*(n)=g_n^6[sqrt(g_n^(12)+g_n^(-12))-g_n^6].
(15)

直接用 lambda^*(n)G_ng_n 然后得到

G_n=2^(-1/12)[lambda^*^2(n)-lambda^*^4(n)]^(-1/24)
(16)
g_n=2^(-1/12)[1/(lambda^*(n))-lambda^*(n)]^(1/12).
(17)

拉马努金 (1913-1914) 以及 Borwein 和 Borwein (1987) 中可以找到 n 的小值的解析值,并且 Weisstein 已经汇编了这些值。拉马努金 (1913-1914) 包含一个印刷错误,将 G_(465) 标记为 G_(265)


另请参阅

巴恩斯 G-函数, 椭圆 Lambda 函数, 韦伯函数

使用 Wolfram|Alpha 探索

参考文献

Borwein, J. M. and Borwein, P. B. Pi 与 AGM:解析数论和计算复杂性研究。 New York: Wiley, pp. 139 and 298, 1987.Ramanujan, S. "模方程和 pi 的近似值。" Quart. J. Pure. Appl. Math. 45, 350-372, 1913-1914.

在 Wolfram|Alpha 中被引用

拉马努金 g- 和 G-函数

请引用为

Weisstein, Eric W. "拉马努金 g- 和 G-函数。" 来自 MathWorld--Wolfram Web 资源。 https://mathworld.net.cn/Ramanujang-andG-Functions.html

主题分类