q-模拟,也称为 q-扩张 或 q-推广,是由量 q 参数化的数学表达式,它推广了已知的表达式,并在极限 q->1^- 时简化为已知的表达式。 阶乘、二项式系数、导数、积分、斐波那契数等等都有 q-模拟。 Koornwinder、Suslov 和 Bustoz 甚至设法进行了一些 q-傅里叶分析。 请注意,虽然欧洲作家通常更喜欢英式拼写 “q-analogue”(Koekoek 和 Swarttouw 1998, p. 7; Koepf 1998, p. 26),但美国作家更喜欢较短的 “q-analog”(Andrews et al. 1999, pp. 490 和 496)。 为了避免这种歧义(以及有时存在不止一个 q-模拟的缺陷),术语 q-扩张(Andrews et al. 1999, pp. 483, 485, 487 等)可能更可取。
q-模拟基于以下观察:
(1)
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数量 有时写为
(Koekoek 和 Swarttouw 1998, p. 7)。 q-模拟为所有 正交多项式的 Askey-Wilson 分类提供了基础。
通过推广规范对易关系,可以为 q-特殊函数 提供物理动机
(2)
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其中 是广义坐标,
是相应的广义动量,推广到
(3)
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例如,这立即导致 埃尔米特多项式的 q-模拟。 q-模拟保留(或仅略微改变)控制函数方程的形式,因此出现在许多物理应用中,例如统计力学中的精确模型、非交换几何和多粒子系统。
q-模拟也具有组合解释,基于可以计数集合 的元素以获得数量
这一事实。 然后可以定义所谓的“统计量”
,它是在
上的整数值函数,并根据
在元素上取的值将
的元素分成类。 这种关系可以用在新变量(通常取为
)中编写多项式来概括,其中
的系数是
。 然后在
处评估多项式会将系数加在一起,返回原始的
。
数学对象的 q-模拟 通常称为 “q-对象”,因此有 q-二项式系数、q-阶乘 等等。 如果存在 q-模拟,则通常有几个,有时甚至有多基模拟,具有独立的 、
、....。 也定义了其他类型的模拟,例如 d-模拟。