ワトソンの五重積のソースを表示
←
ワトソンの五重積
ナビゲーションに移動
検索に移動
あなたには「このページの編集」を行う権限がありません。理由は以下の通りです:
この操作は、次のグループに属する利用者のみが実行できます:
登録利用者
。
このページのソースの閲覧やコピーができます。
数学において次の恒等式を'''ワトソンの五重積''' (ワトソンのごじゅうせき、Watson Quintuple Product) という。 :<math>\sum_{n=-\infty}^{\infty}q^{n(3n+1)}(z^{3n}-z^{-3n-1})=\prod_{m=1}^{\infty}(1-q^{2m})(1-q^{2m}z)(1-q^{2m-2}z^{-1})(1-q^{4m-2}z^{2})(1-q^{4m-2}z^{-2})</math> == 証明 == [[ヤコビの三重積]]により :<math>\sum_{n=-\infty}^{\infty}(-1)^nq^{n(n+1)}z^{n}=\prod_{m=1}^{\infty}(1-q^{2m})(1-q^{2m}z)(1-q^{2m-2}z^{-1})</math> :<math>\sum_{n=-\infty}^{\infty}(-1)^nq^{2n^2}z^{2n}=\prod_{m=1}^{\infty}(1-q^{4m})(1-q^{4m-2}z^{2})(1-q^{4m-2}z^{-2})</math> [[オイラーの五角数定理]]により :<math>\sum_{n=-\infty}^{\infty}(-1)^nq^{2n(3n-1)}=\prod_{m=1}^{\infty}(1-q^{4m})</math> これらを用いて五重積の公式を書き直せば :<math>\sum_{m=-\infty}^{\infty}(-1)^mq^{2m(3m-1)}\sum_{n=-\infty}^{\infty}q^{n(3n+1)}(z^{3n}-z^{-3n-1})=\sum_{j=-\infty}^{\infty}(-1)^jq^{j(j+1)}z^{j}\sum_{k=-\infty}^{\infty}(-1)^kq^{2k^2}z^{2k}</math> となるので、この両辺が等しいことを証明する。左辺は :<math>\begin{align}L &=\sum_{m=-\infty}^{\infty}\sum_{n=-\infty}^{\infty}(-1)^{m}q^{2m(3m-1)+n(3n+1)}(z^{3n}-z^{-3n-1})\\ &=\sum_{m=-\infty}^{\infty}\sum_{n=-\infty}^{\infty}(-1)^{m}q^{2m(3m-1)+n(3n+1)}z^{3n}-\sum_{m=-\infty}^{\infty}\sum_{n=-\infty}^{\infty}(-1)^{m}q^{-2m(-3m-1)-n(-3n+1)}z^{3n-1}\qquad({m,n}\mapsto{-m,-n})\\ &=\sum_{k=-\infty}^{\infty}\sum_{n=-\infty}^{\infty}(-1)^{k-n}q^{(3n-2k)(3n+1-2k)+2k^2}z^{3n}-\sum_{k=-\infty}^{\infty}\sum_{n=-\infty}^{\infty}(-1)^{k-n}q^{(3n-1-2k)(3n-2k)+2k^2}z^{3n-1}\qquad(m\mapsto{k-n})\\ &=\sum_{k=-\infty}^{\infty}\sum_{n=-\infty}^{\infty}(-1)^{3n-k}q^{(3n-2k)(3n+1-2k)+2k^2}z^{3n}+\sum_{k=-\infty}^{\infty}\sum_{n=-\infty}^{\infty}(-1)^{3n-1-k}q^{(3n-1-2k)(3n-2k)+2k^2}z^{3n-1}\\ \end{align}</math> さて :<math>\begin{align}0 &=\sum_{m=0}^{\infty}(-1)^{m}q^{m(m+1)}-\sum_{n=0}^{\infty}(-1)^{n}q^{n(n+1)}=\sum_{m=-\infty}^{\infty}(-1)^{m}q^{m(m+1)}\qquad(n\mapsto{-(m+1)})\\ &=\sum_{m=-\infty}^{\infty}(-1)^{m}(q^6)^{m(m-1)}\sum_{n=-\infty}^{\infty}(-1)^{2n-2}q^{3n^2-3n+2}z^{3n-2}\\ &=\sum_{m=-\infty}^{\infty}\sum_{n=-\infty}^{\infty}(-1)^{m+2n-2}q^{6m(m-1)+3n^2-3n+2}z^{3n-2}\\ &=\sum_{k=-\infty}^{\infty}\sum_{n=-\infty}^{\infty}(-1)^{3n-2-k}q^{(3n-2-2k)(3n-1-2k)+2j^2}z^{3n-2}\qquad(m\mapsto{n-k})\\ \end{align}</math> であるから :<math>\begin{align}L=L+0 &=\sum_{k=-\infty}^{\infty}\sum_{n=-\infty}^{\infty}(-1)^{n-k}q^{(n-2k)(n+1-2k)+2k^2}z^{n}\qquad({3n,3n-1,3n-2}\mapsto{n})\\ &=\sum_{k=-\infty}^{\infty}\sum_{j=-\infty}^{\infty}(-1)^{k+j}q^{j(j+1)+2k^2}z^{j+2k}\qquad({n}\mapsto{j+2k})\\ &=\sum_{j=-\infty}^{\infty}(-1)^{j}q^{j(j+1)}z^{j}\sum_{k=-\infty}^{\infty}(-1)^{k}q^{2k^2}z^{2k}\\ \end{align}</math> となり、右辺を得る。 == 関連項目 == * [[ジョージ・ネビル・ワトソン]] ([[:en:G.N. Watson|en]]) * [[ヤコビの三重積]] * [[ファルカシュの七重積]] ({{lang-en-short|septuple product identity}})<ref>Yan, Q. (2009). A new proof of the septuple product identity. Discrete Mathematics, 309(8), 2589-2591.</ref><ref>Chapman, R. (1999). On a septuple product identity.</ref> ==出典== {{reflist}} ==参考文献== * Bailey, W. N. (1951), "On the simplification of some identities of the Rogers-Ramanujan type", Proceedings of the London Mathematical Society, Third Series, 1: 217–221, {{doi|10.1112/plms/s3-1.1.217}}, {{ISSN|0024-6115}}, MR 0043839 * Gordon, Basil (1961), "Some identities in combinatorial analysis", The Quarterly Journal of Mathematics. Oxford. Second Series, 12: 285–290, {{doi|10.1093/qmath/12.1.285}}, {{ISSN|0033-5606}}, MR 0136551 * Carlitz, L.; Subbarao, M. V. (1972), "A simple proof of the quintuple product identity", Proceedings of the American Mathematical Society, 32: 42–44, {{doi|10.2307/2038301}}, {{ISSN|0002-9939}}, {{JSTOR|2038301}}, MR 0289316 * {{Cite journal |author=Foata, Dominique; Han, Guo-Niu |year=2001 |url=https://doi.org/10.1007/978-3-642-56513-7_15 |title=The triple, quintuple and septuple product identities revisited |series=The Andrews festschrift: seventeen papers on classical issue theory and combinatorics |pages=323-334 |organization=Springer |doi=10.1007/978-3-642-56513-7_15 |ISBN=978-3-642-56513-7}} * {{Cite journal |author=Cooper, Shaun |year=2006 |title=The quintuple product identity |journal=International Journal of Number Theory |volume=2 |issue=01 |pages=115-161 |url=https://doi.org/10.1142/S1793042106000401 |publisher=World Scientific |doi=10.1142/S1793042106000401}} ==関連文献== ===和文=== * {{PDFlink|[https://www.kurims.kyoto-u.ac.jp/~kenkyubu/kokai-koza/H29-toshiya.pdf 五重積公式のADE一般化—場の理論の視点から—河合俊哉]}}, 平成29年度 (第39回) 数学入門公開講座テキスト ([[京都大学数理解析研究所]],平成29年7月31日~8月3日開催) * {{Cite journal|和書|author=青木宏樹 |year=2015 |month=10 |url=https://hdl.handle.net/2433/224233 |title=On Jacobi forms which connect infinite products and infinite sums (Research on finite groups and their representations, vertex operator algebras, and algebraic combinatorics) |journal=数理解析研究所講究録 |ISSN=1880-2818 |publisher=京都大学数理解析研究所 |volume=1965 |pages=30-44 |hdl=2433/224233 |CRID=1050282810823192320 |quote=五重積公式について解説がある}} * {{PDFlink|[https://www.ma.noda.tus.ac.jp/u/ha/Data/kyushu.pdf A remark on Borcherds construction of Jacobi forms]}} (五重積公式について解説がある) ===英文=== * Subbarao, M. V., & Vidyasagar, M. (1970). On Watson’s quintuple product identity. Proceedings of the American Mathematical Society, 26(1), 23-27. * Hirschhorn, M. D. (1988). A generalisation of the quintuple product identity. Journal of the Australian Mathematical Society, 44(1), 42-45. * Alladi, K. (1996). The quintuple product identity and shifted partition functions. [[:en:Journal of Computational and Applied Mathematics]], 68(1-2), 3-13. * {{Cite journal |author=Farkas, Hershel; Kra, Irwin |year=1999 |title=On the quintuple product identity |journal=Proceedings of the American Mathematical Society |volume=127 |issue=3 |pages=771-778 |url=https://www.ams.org/journals/proc/1999-127-03/S0002-9939-99-04791-7/}} * {{Cite journal |author=Chen, William YC; Chu, Wenchang; Gu, Nancy SS |year=2005 |title=Finite form of the quintuple product identity |journal=arXiv preprint math/0504277 |url=https://doi.org/10.48550/arXiv.math/0504277 |doi=10.48550/arXiv.math/0504277}} * Chu, W., & Yan, Q. (2007). Unification of the quintuple and septuple product identities. The electronic journal of combinatorics. {{DEFAULTSORT:わとそんのこしゆうせき}} [[Category:楕円函数論]] [[Category:テータ関数]] [[Category:恒等式]] [[Category:数学に関する記事]] [[Category:数学のエポニム]]
このページで使用されているテンプレート:
テンプレート:Cite journal
(
ソースを閲覧
)
テンプレート:Doi
(
ソースを閲覧
)
テンプレート:ISSN
(
ソースを閲覧
)
テンプレート:JSTOR
(
ソースを閲覧
)
テンプレート:Lang-en-short
(
ソースを閲覧
)
テンプレート:PDFlink
(
ソースを閲覧
)
テンプレート:Reflist
(
ソースを閲覧
)
ワトソンの五重積
に戻る。
ナビゲーション メニュー
個人用ツール
ログイン
名前空間
ページ
議論
日本語
表示
閲覧
ソースを閲覧
履歴表示
その他
検索
案内
メインページ
最近の更新
おまかせ表示
MediaWiki についてのヘルプ
特別ページ
ツール
リンク元
関連ページの更新状況
ページ情報