Olde Daalhuis, A. B., Hypergeometric Function, Olver, Frank W. J.; Lozier, Daniel M.; Boisvert, Ronald F.; Clark, Charles W. (编), NIST Handbook of Mathematical Functions, Cambridge University Press, 2010, ISBN 978-0521192255, MR2723248
^Dereziński, Jan. Hypergeometric type functions and their symmetries. arXiv:1305.3113.
一月 30, 2023
超几何函数, 此条目的主題是高斯, 关于, 請見, 广义, 在数学中, 高斯或普通2f1, 是一个用超几何级数定义的函数, 很多特殊函数都是它的特例或极限, 所有具有三个正则奇点, 英语, regular, singular, point, 的二阶线性常微分方程的解都可以用表示, 目录, 超几何级数, 特殊情形, 超几何方程, 正则奇点, 附近的解, 正则奇点, 附近的解, 正则奇点, 附近的解, 李代数参数与连接关系, 积分表示, 证明, 变换公式, 分式线性变换, pfaff, 变换, 证明, euler, 变. 此条目的主題是高斯超几何函数 2F 1 关于超几何函数 pF q 請見 广义超几何函数 在数学中 高斯超几何函数或普通超几何函数2F1 a b c z 是一个用超几何级数定义的函数 很多特殊函数都是它的特例或极限 所有具有三个正则奇点 英语 Regular singular point 的二阶线性常微分方程的解都可以用超几何函数表示 目录 1 超几何级数 2 特殊情形 3 超几何方程 3 1 正则奇点 0 附近的解 3 2 正则奇点 1 附近的解 3 3 正则奇点 附近的解 3 4 李代数参数与连接关系 4 积分表示 4 1 证明 5 变换公式 5 1 分式线性变换 5 1 1 Pfaff 变换 5 1 1 1 证明 5 1 2 Euler 变换 5 2 二次变换 5 2 1 证明 5 2 2 其它例子 5 3 三次及高次变换 6 特殊值 6 1 z 0 6 2 z 1 6 3 z 1 6 4 z 1 2 7 参考文献超几何级数 编辑当c displaystyle c 不是非正整数时 对于 z lt 1 超几何函数可用如下幂级数定义2 F 1 a b c z n 0 a n b n c n z n n displaystyle 2 F 1 a b c z sum n 0 infty a n b n over c n z n over n 其中 x n displaystyle x n 是遞進階乘 定义为 q n 1 if n 0 q q 1 q n 1 if n gt 0 displaystyle q n left begin array ll 1 amp mbox if n 0 q q 1 cdots q n 1 amp mbox if n gt 0 end array right 当a或b是0或负整数时级数只有有限项 另有避免这种情况出现的正则超几何函数 对于满足 z 1 的复数z 超几何函数可以通过将上述在单位圆内定义的函数沿着避开支点0和1的任意路径做解析延拓来得到 具体的公式可以表示为 2 F 1 a b c z G b a G c z a G b G c a k 0 a k a c 1 k z k k a b 1 k G a b G c z b G a G c b k 0 b k b c 1 k z k k a b 1 k z 1 a b Z displaystyle begin aligned amp 2 F 1 a b c z frac Gamma b a Gamma c z a Gamma b Gamma c a sum k 0 infty frac a k a c 1 k z k k a b 1 k frac Gamma a b Gamma c z b Gamma a Gamma c b sum k 0 infty frac b k b c 1 k z k k a b 1 k amp z geq 1 wedge a b notin mathbb Z end aligned 特殊情形 编辑很多普通的数学函数可以用超几何函数或它的极限表示出来 一些典型的例子如下 ln 1 z z 2 F 1 1 1 2 z displaystyle ln 1 z z 2 F 1 1 1 2 z 1 z a 2 F 1 a 1 1 z displaystyle 1 z a 2 F 1 a 1 1 z arcsin z z 2 F 1 1 2 1 2 3 2 z 2 displaystyle arcsin z z 2 F 1 left tfrac 1 2 tfrac 1 2 tfrac 3 2 z 2 right 合流超几何函数 Kummer函数 可以用超几何函数的极限表示如下 M a c z lim b 2 F 1 a b c b 1 z displaystyle M a c z lim b rightarrow infty 2 F 1 a b c b 1 z 因此 所有合流超几何函数的特例 例如贝塞尔函数都可以表示成超几何函数的极限 勒让德函数是有3个正则奇点的二阶线性常微分方程的解 可以用以不同的形式用超几何函数表示 例如2 F 1 a 1 a c z G c z 1 c 2 1 z c 1 2 P a 1 c 1 2 z displaystyle 2 F 1 a 1 a c z Gamma c z tfrac 1 c 2 1 z tfrac c 1 2 P a 1 c 1 2z 很多多项式 例如贾可比多项式 P a b n 及其特殊情形勒让德多项式 车比雪夫多项式 Gegenbauer多项式都能用超几何函数表示2 F 1 n a 1 b n a 1 x n a 1 n P n a b 1 2 x displaystyle 2 F 1 n alpha 1 beta n alpha 1 x frac n alpha 1 n P n alpha beta 1 2x 其它特殊情形还包括Krawtchouk多项式 Meixner多项式 Meixner Pollaczek多项式 椭圆模函数 英语 Elliptic modular function 有时能表示成参数a b c是1 1 2 1 3 或 0 的超几何函数之比的反函数 例如 若 t i 2 F 1 1 2 1 2 1 1 z 2 F 1 1 2 1 2 1 z displaystyle tau rm i frac 2 F 1 frac 1 2 frac 1 2 1 1 z 2 F 1 frac 1 2 frac 1 2 1 z 则 z k 2 t 8 2 t 4 8 3 t 4 displaystyle z kappa 2 tau frac theta 2 tau 4 theta 3 tau 4 是t的椭圆模函数 不完整的beta函数 Bx p q 表示成 B x p q x p p 2 F 1 p 1 q p 1 x displaystyle B x p q frac x p p 2 F 1 p 1 q p 1 x 完整的椭圆积分 K 和 E 如下给出 K k p 2 2 F 1 1 2 1 2 1 k 2 displaystyle K k tfrac pi 2 2 F 1 left tfrac 1 2 tfrac 1 2 1 k 2 right E k p 2 2 F 1 1 2 1 2 1 k 2 displaystyle E k tfrac pi 2 2 F 1 left tfrac 1 2 tfrac 1 2 1 k 2 right 超几何方程 编辑超几何函数满足的微分方程称为超几何方程 其形式为 参见广义超几何函数 z z d d z a z d d z b w z d d z z d d z c 1 w w z 2 F 1 a b c z displaystyle z left z frac rm d rm d z a right left z frac rm d rm d z b right w z frac rm d rm d z left z frac rm d rm d z c 1 right w quad w z 2 F 1 a b c z dd 展开后 得 z 1 z d 2 w d z 2 c a b 1 z d w d z a b w 0 displaystyle z 1 z frac mathrm d 2 w mathrm d z 2 left c a b 1 z right frac mathrm d w mathrm d z abw 0 它有三个正则奇点 0 1 正则奇点 0 附近的解 编辑 超几何方程的指标方程 英语 Frobenius method 为 r r 1 c r 0 displaystyle rho rho 1 c rho 0 它的两个指标 r 是 0 和 1 c 当 c 不是整数时 超几何方程在 0 附近的两个线性无关的正则特解为 2 F 1 a b c z and z 1 c 2 F 1 1 a c 1 b c 2 c z displaystyle 2 F 1 a b c z text and z 1 c 2 F 1 1 a c 1 b c 2 c z 当 c 为 1 时 方程只有一个正则解 当 c 为其余整数时 另一个线性无关的正则特解涉及对数项 事实上 当 c 为整数时 另一个线性无关的特解总可以选取为 Meijer G 函数 2 F 1 a b c z and G 2 2 2 0 1 a 1 b 0 c 1 z if c Z displaystyle 2 F 1 a b c z text and G 2 2 2 0 1 a 1 b 0 c 1 z text if c in mathbb Z z 1 c 2 F 1 1 a c 1 b c 2 c z and G 2 2 2 0 1 a 1 b 0 1 c z if c Z 0 displaystyle z 1 c 2 F 1 1 a c 1 b c 2 c z text and G 2 2 2 0 1 a 1 b 0 1 c z text if c in mathbb Z 0 正则奇点 1 附近的解 编辑 只需作代换 t 1 z 方程变为 t 1 t d 2 w d t 2 1 a b c a b 1 t d w d t a b w 0 displaystyle t 1 t frac d 2 w dt 2 left 1 a b c a b 1 t right frac dw dt abw 0 当 a b c 不是整数时 两个线性无关的正则特解为 2 F 1 a b 1 a b c 1 z and 1 z c a b 2 F 1 c b c a 1 a b c 1 z displaystyle 2 F 1 a b 1 a b c 1 z text and 1 z c a b 2 F 1 c b c a 1 a b c 1 z 正则奇点 附近的解 编辑 当 a b 不是整数时 两个线性无关的正则特解为 z a 2 F 1 a 1 a c 1 a b z 1 and z b 2 F 1 b 1 b c 1 b a z 1 displaystyle z a 2 F 1 left a 1 a c 1 a b z 1 right text and z b 2 F 1 left b 1 b c 1 b a z 1 right 李代数参数与连接关系 编辑 在讨论超几何方程的解的连接关系的时候 采用另外一套参数 1 会更加方便 这组参数是根据方程在三个正则奇点处的指标之差来定义的 F a b m z 2 F 1 a b c z displaystyle F alpha beta mu z 2 F 1 a b c z a c 1 b a b c m b a displaystyle alpha c 1 beta a b c mu b a a 1 a b m 2 b 1 a b m 2 c 1 a displaystyle a frac 1 alpha beta mu 2 b frac 1 alpha beta mu 2 c 1 alpha 参数 a b g 称为李代数参数 运用李代数参数 超几何方程在三个正则奇点处的正则解可以分别表示为 At 0 F a b m z and z a F a b m z displaystyle text At 0 F alpha beta mu z text and z alpha F alpha beta mu z At 1 F b a m 1 z and 1 z b F b a m 1 z displaystyle text At 1 F beta alpha mu 1 z text and 1 z beta F beta alpha mu 1 z At z 1 a b m 2 F m b a z 1 and z 1 a b m 2 F m b a z 1 displaystyle text At infty z frac 1 alpha beta mu 2 F mu beta alpha z 1 text and z frac 1 alpha beta mu 2 F mu beta alpha z 1 从上面的表达式可见 李代数参数比起通常用的参数 a b c 的优势在于能够体现不同区域的解之间的对称性 引入记号 G m n p p sin m p G n G p G m p n displaystyle G m n p frac pi sin m pi Gamma n Gamma p G m p n F a b m z 1 G 1 a F a b m z displaystyle mathbf F alpha beta mu z frac 1 Gamma 1 alpha F alpha beta mu z 则超几何方程在不同区域的解的连接关系可以表示为 F b a m 1 z G a a a b a F a b m z G a a b z a F a b m z displaystyle mathbf F beta alpha mu 1 z G alpha a alpha b alpha mathbf F alpha beta mu z G alpha a b z alpha mathbf F alpha beta mu z 1 z b F b a m 1 z G a 1 a 1 b F a b m z G a b b a b z a F a b m z G a 1 a 1 b F a b m z G a 1 a a 1 b a z a F a b m z displaystyle begin array rcl 1 z beta mathbf F beta alpha mu 1 z amp amp G alpha 1 a 1 b mathbf F alpha beta mu z G alpha b beta a beta z alpha mathbf F alpha beta mu z amp amp G alpha 1 a 1 b mathbf F alpha beta mu z G alpha 1 a alpha 1 b alpha z alpha mathbf F alpha beta mu z end array z a F m b a z 1 G a 1 b a a F a b m z G a a a b z a F a b m z displaystyle z a mathbf F mu beta alpha z 1 G alpha 1 b a alpha mathbf F alpha beta mu z G alpha a a beta z alpha mathbf F alpha beta mu z z b F m b a z 1 G a 1 a b a F a b m z G a b b b z a F a b m z G a 1 a 1 a b F a b m z G a b 1 a a z a F a b m z displaystyle begin array rcl z b mathbf F mu beta alpha z 1 amp amp G alpha 1 a b alpha mathbf F alpha beta mu z G alpha b b beta z alpha mathbf F alpha beta mu z amp amp G alpha 1 a 1 a beta mathbf F alpha beta mu z G alpha b 1 a alpha z alpha mathbf F alpha beta mu z end array 分别对比两组式子最后一个等号之后的部分 可以看出每组的两个式子之间的对称性 完整的连接关系表称为 Kummer 表 上面四式是 Kummer 表的一部分 积分表示 编辑B a c a 2 F 1 a b c z 1 t b c t 1 c a 1 t z b d t ℜ c gt ℜ a gt 0 arg 1 z lt p displaystyle mathrm B a c a 2 F 1 a b c z int 1 infty t b c t 1 c a 1 t z b mathrm d t Re c gt Re a gt 0 arg 1 z lt pi 式中的 B 是beta函数 证明 编辑 可以证明等号右边的表达式是超几何方程的解 再考虑这个解在 z 0 附近的性质 可以确定它的具体形式 设 p a b c t z t b c t 1 c a 1 t z b 2 w a b c t z t z 2 p a b c t z displaystyle p a b c t z t b c t 1 c a 1 t z b 2 quad w a b c t z t z 2 p a b c t z 则 w z b t z p a b c t z 2 w z 2 b b 1 p a b c t z displaystyle frac partial w partial z b t z p a b c t z quad frac partial 2 w partial z 2 b b 1 p a b c t z z 1 z 2 w z 2 c a b 1 z w z a b w b p a b c t z z 1 z b 1 c a b 1 z t z a t z 2 b p a b c t z a t 2 c b a 1 z t b c 1 z b p a b c t z b c 1 t 1 t z c a t t z b 1 t t 1 b t t t 1 t z p a b c t z displaystyle begin array cl amp z 1 z frac partial 2 w partial z 2 left c a b 1 z right frac partial w partial z abw amp bp a b c t z left z 1 z b 1 c a b 1 z t z a t z 2 right amp bp a b c t z left at 2 c b a 1 z t b c 1 z right amp bp a b c t z left b c 1 t 1 t z c a t t z b 1 t t 1 right amp b frac partial partial t t t 1 t z p a b c t z end array 上式中的第二 三个等号可以通过直接展开大括号内的多项式乘积得到 上式两边分别对 t 从 1 到无穷大进行积分 等号右边为 0 于是我们证明了上面的积分表达式的确是超几何方程的解 另一方面 利用二项式定理 积分表达式等号右边的部分可以按 z 展开成幂级数 故可知等号右边应取 C 2F 1 a b c z 的形式 因为另一个线性无关的特解无法展开成幂级数 其中 C 为待定的常数 对比积分表达式在 z 0 处的值与 B 函数的定义 即可确定常数 C 变换公式 编辑分式线性变换 编辑 Pfaff 变换 编辑 Pfaff 变换将正则奇点 1 和 交换 也就是将李代数参数中的 b 与 m 对换 2 F 1 a b c z 1 z b 2 F 1 c a b c z z 1 arg 1 z lt p displaystyle 2 F 1 a b c z 1 z b 2 F 1 c a b c tfrac z z 1 quad arg 1 z lt pi 由 a b 的对称性自然有 2 F 1 a b c z 1 z a 2 F 1 a c b c z z 1 arg 1 z lt p displaystyle 2 F 1 a b c z 1 z a 2 F 1 a c b c tfrac z z 1 quad arg 1 z lt pi 证明 编辑 Pfaff 变换可以根据超几何方程得到 事实上 令 u z z 1 1 1 z 1 displaystyle u tfrac z z 1 1 tfrac 1 z 1 则 z u u 1 1 z a 1 u a d u d z 1 u 2 d 2 u d z 2 1 u 3 displaystyle z tfrac u u 1 quad 1 z a 1 u a quad tfrac mathrm d u mathrm d z 1 u 2 quad tfrac mathrm d 2 u mathrm d z 2 1 u 3 z 1 z d 2 d z 2 1 z b w c a b 1 z d d z 1 z b w a b 1 z b w 1 z b 1 z b b 1 2 b 1 z d d z 1 z 2 d 2 d z 2 c a b 1 z b 1 z d d z a b 1 z w 1 z b 1 z 1 z 2 d 2 d z 2 1 z c a b 1 z d d z b c a w 1 u b 1 u 1 u d 2 d u 2 2 u d d u 1 u c a b 1 1 u 1 u d d u b c a w 1 u b 1 u 1 u d 2 d u 2 c c a b 1 u d d u b c a w displaystyle begin array cl amp z 1 z tfrac mathrm d 2 mathrm d z 2 1 z b w left c a b 1 z right tfrac mathrm d mathrm d z 1 z b w ab 1 z b w amp 1 z b 1 left z b b 1 2b 1 z tfrac mathrm d mathrm d z 1 z 2 tfrac mathrm d 2 mathrm d z 2 c a b 1 z b 1 z tfrac mathrm d mathrm d z ab 1 z right w amp 1 z b 1 left z 1 z 2 tfrac mathrm d 2 mathrm d z 2 1 z c a b 1 z tfrac mathrm d mathrm d z b c a right w amp 1 u b 1 left u 1 u tfrac mathrm d 2 mathrm d u 2 2u tfrac mathrm d mathrm d u 1 u c a b 1 1 u 1 u tfrac mathrm d mathrm d u b c a right w amp 1 u b 1 left u 1 u tfrac mathrm d 2 mathrm d u 2 c c a b 1 u tfrac mathrm d mathrm d u b c a right w end array 取 w 2 F 1 c a b c u displaystyle w 2 F 1 c a b c u 由 w u 满足的超几何方程知等号右边为 0 再考虑函数 1 z bw z 在 z 0 附近的性质即可得到 Pfaff 变换的公式 Euler 变换 编辑 Pfaff 变换可以导出 Euler 变换 它将李代数参数 b 变成 b 2 F 1 a b c z 1 z b 2 F 1 c a b c z z 1 1 z b 1 z z 1 a c 2 F 1 c a c b c z z 1 z z 1 1 1 z c a b 2 F 1 c a c b c z arg 1 z lt p displaystyle begin array rcl 2 F 1 a b c z amp amp 1 z b 2 F 1 c a b c frac z z 1 amp amp 1 z b left 1 frac z z 1 right a c 2 F 1 left c a c b c frac frac z z 1 frac z z 1 1 right amp amp 1 z c a b 2 F 1 c a c b c z quad arg 1 z lt pi end array Pfaff 变换和 Euler 变换都是分式线性变换的例子 这得名于等式两边的超几何函数的宗量的联系 参见莫比乌斯变换 将上面提到的四个连接关系与 Pfaff 变换及 Euler 变换组合起来 就得到完整的 Kummer 表 给定一组李代数参数 a b m a b m 及其轮换对应着 24 个不同但彼此关联的超几何函数 F a b m 恒等于 F a b m 利用前面提到的四个连接关系和 Pfaff 变换 它们中的任意一个可以通过任意另外两个表出 例如 Euler 变换可以表示为 F a b m Pfaff F a m b F a m b Pfaff F a b m displaystyle F alpha beta mu xrightarrow text Pfaff F alpha mu beta equiv F alpha mu beta xrightarrow text Pfaff F alpha beta mu 二次变换 编辑 下面是一个二次变换的例子 2 F 1 a b 2 a z 1 z b 2 2 F 1 a b 2 b 2 a 1 2 z 2 4 z 4 arg 1 z lt p displaystyle 2 F 1 a b 2a z 1 z tfrac b 2 2 F 1 a tfrac b 2 tfrac b 2 a tfrac 1 2 tfrac z 2 4z 4 quad arg 1 z lt pi 二次变换得名于等号两边超几何函数宗量的联系 一个二次函数和一个莫比乌斯变换的组合 证明 编辑 仿照上面 Pfaff 变换的证明 有 z 1 z d 2 d z 2 1 z b 2 w c a b 1 z d d z 1 z b 2 w a b 1 z b 2 w 1 z b 2 1 z b 2 b 2 1 b 1 z d d z 1 z 2 d 2 d z 2 c a b 1 z b 2 1 z d d z a b 1 z w 1 z b 2 1 z 1 z 2 d 2 d z 2 1 z c a 1 z d d z b 4 2 c 2 a 2 a b z w displaystyle begin array cl amp z 1 z tfrac mathrm d 2 mathrm d z 2 1 z tfrac b 2 w left c a b 1 z right tfrac mathrm d mathrm d z 1 z tfrac b 2 w ab 1 z tfrac b 2 w amp 1 z tfrac b 2 1 left z tfrac b 2 tfrac b 2 1 b 1 z tfrac mathrm d mathrm d z 1 z 2 tfrac mathrm d 2 mathrm d z 2 c a b 1 z tfrac b 2 1 z tfrac mathrm d mathrm d z ab 1 z right w amp 1 z tfrac b 2 1 left z 1 z 2 tfrac mathrm d 2 mathrm d z 2 1 z c a 1 z tfrac mathrm d mathrm d z tfrac b 4 2 c 2a 2a b z right w end array 令 c 2 a u z 2 4 z 4 1 4 z 1 1 1 z displaystyle c 2a quad u tfrac z 2 4z 4 tfrac 1 4 z 1 tfrac 1 1 z 则 1 u z 2 2 4 1 z d u d z z z 2 4 1 z 2 d 2 u d z 2 1 2 1 z 3 displaystyle 1 u tfrac z 2 2 4 1 z quad tfrac mathrm d u mathrm d z tfrac z z 2 4 1 z 2 quad tfrac mathrm d 2 u mathrm d z 2 tfrac 1 2 1 z 3 z 1 z 2 d 2 d z 2 1 z c a 1 z d d z b 4 2 c 2 a 2 a b z z 1 z 2 d 2 d z 2 1 z 2 a a 1 z d d z b 2 a b 2 z z 3 z 2 2 16 1 z 2 d 2 d u 2 z 2 1 z d d u z z 2 2 a a z z 4 1 z d d u b 2 a b 2 z z u 1 u d 2 d u 2 a 1 2 a 1 u d d u b 2 a b 2 displaystyle begin array cl amp z 1 z 2 tfrac mathrm d 2 mathrm d z 2 1 z c a 1 z tfrac mathrm d mathrm d z tfrac b 4 2 c 2a 2a b z amp z 1 z 2 tfrac mathrm d 2 mathrm d z 2 1 z 2a a 1 z tfrac mathrm d mathrm d z tfrac b 2 a tfrac b 2 z amp tfrac z 3 z 2 2 16 1 z 2 tfrac mathrm d 2 mathrm d u 2 tfrac z 2 1 z tfrac mathrm d mathrm d u tfrac z z 2 2a az z 4 1 z tfrac mathrm d mathrm d u tfrac b 2 a tfrac b 2 z amp z left u 1 u tfrac mathrm d 2 mathrm d u 2 a tfrac 1 2 a 1 u tfrac mathrm d mathrm d u tfrac b 2 a tfrac b 2 right end array 取 w 2 F 1 a b 2 b 2 a 1 2 u displaystyle w 2 F 1 a tfrac b 2 tfrac b 2 a tfrac 1 2 u 仿照上面关于 Pfaff 变换的讨论 可得二次变换的公式 其它例子 编辑 运用李代数参数 一般的二次变换可以表示为 F a b m z f z F a b m g z P z displaystyle F alpha beta mu z f z F alpha beta mu g z quad P z 其中 f z g z 是 z 的函数 P z 表示 z 要满足的约束 下表给出了一些二次变换 李代数参数 左 李代数参数 右 f z displaystyle f z g z displaystyle g z P z displaystyle P z a m m displaystyle alpha mu mu a 2 m 1 2 displaystyle tfrac alpha 2 mu tfrac 1 2 1 1 2 z b displaystyle 1 tfrac 1 2 z b z 2 z 2 displaystyle left tfrac z 2 z right 2 arg 1 z lt p displaystyle arg 1 z lt pi m b m displaystyle mu beta mu m b 2 1 2 displaystyle mu tfrac beta 2 tfrac 1 2 1 z b displaystyle 1 z b 4 z 1 z 2 displaystyle tfrac 4z 1 z 2 z lt 1 displaystyle z lt 1 a a m displaystyle alpha alpha mu a m 2 1 2 displaystyle alpha tfrac mu 2 tfrac 1 2 1 2 z b displaystyle 1 2z b 4 z z 1 1 2 z 2 displaystyle tfrac 4z z 1 1 2z 2 ℜ z lt 1 2 displaystyle Re z lt tfrac 1 2 另外还有 2 G 1 2 G a b 1 2 G a 1 2 G b 1 2 F 1 2 b m 2 z F b b m 1 2 1 2 z F b b m 1 2 1 2 z arg z lt p arg 1 z lt p displaystyle tfrac 2 Gamma tfrac 1 2 Gamma tfrac a b 1 2 Gamma tfrac a 1 2 Gamma tfrac b 1 2 F tfrac 1 2 beta tfrac mu 2 z F beta beta mu left tfrac 1 2 tfrac 1 2 sqrt z right F beta beta mu left tfrac 1 2 tfrac 1 2 sqrt z right quad arg z lt pi arg 1 z lt pi 将它们与 Kummer 表组合起来 就得到所有的含有两个独立参变量的二次变换关系式 例如上面的例子可以通过组合第一行中的变换与 Pfaff 变换得到 另外还有一些只含有一个独立参变量的二次变换关系式 三次及高次变换 编辑 若一组李代数参数满足下列条件 有两个是 1 3 或者三个参数的绝对值相等 则有一个三次变换的公式将它与另一个超几何函数联系起来 另外有一些 4 次和 6 次变换的公式 其它次数的变换公式只有当参数取特定有理数值时存在 参见Goursat 1881 特殊值 编辑z 0 编辑 2 F 1 a b c 0 1 displaystyle 2 F 1 a b c 0 1 z 1 编辑 2 F 1 a b c 1 B a c a b B a c a G c G c a b G c a G c b ℜ c gt ℜ a b displaystyle 2 F 1 a b c 1 tfrac mathrm B a c a b mathrm B a c a tfrac Gamma c Gamma c a b Gamma c a Gamma c b quad Re c gt Re a b 这称为高斯原理 Gauss s theorem 可以由超几何函数的积分表示得到 范德蒙恒等式是它的特殊情形 z 1 编辑 2 F 1 a b 1 a b 1 G 1 a b G 1 1 2 a G 1 a G 1 1 2 a b displaystyle 2 F 1 a b 1 a b 1 frac Gamma 1 a b Gamma 1 tfrac 1 2 a Gamma 1 a Gamma 1 tfrac 1 2 a b 这可以通过组合上表中的第二个二次变换和 Pfaff 变换 并利用 z 1 时的特殊值得到 z 1 2 编辑 2 F 1 a b 1 2 1 a b 1 2 G 1 2 G 1 2 1 a b G 1 2 1 a G 1 2 1 b displaystyle 2 F 1 left a b tfrac 1 2 left 1 a b right tfrac 1 2 right frac Gamma tfrac 1 2 Gamma tfrac 1 2 left 1 a b right Gamma tfrac 1 2 left 1 a right Gamma tfrac 1 2 left 1 b right 2 F 1 a 1 a c 1 2 G 1 2 c G 1 2 1 c G 1 2 c a G 1 2 1 c a displaystyle 2 F 1 left a 1 a c tfrac 1 2 right frac Gamma tfrac 1 2 c Gamma tfrac 1 2 left 1 c right Gamma tfrac 1 2 left c a right Gamma tfrac 1 2 left 1 c a right 上面两式分别被称为高斯第二求和原理与 Balley 原理 它们都可以通过组合第三个二次变换和 Pfaff 变换 并利用 z 1 时的特殊值得到 参考文献 编辑Hazewinkel Michiel 编 Hypergeometric function 数学百科全书 Springer 2001 ISBN 978 1 55608 010 4 John Pearson Computation of Hypergeometric Functions 页面存档备份 存于互联网档案馆 University of Oxford MSc Thesis Marko Petkovsek Herbert Wilf and Doron Zeilberger The book A B freely downloadable 埃里克 韦斯坦因 Hypergeometric Function MathWorld Olde Daalhuis A B Hypergeometric Function Olver Frank W J Lozier Daniel M Boisvert Ronald F Clark Charles W 编 NIST Handbook of Mathematical Functions Cambridge University Press 2010 ISBN 978 0521192255 MR2723248 Goursat Edouard Sur l equation differentielle lineaire qui admet pour integrale la serie hypergeometrique Annales Scientifiques de l Ecole Normale Superieure 1881 10 3 142 2008 10 16 原始内容存档于2021 03 08 法语 Derezinski Jan Hypergeometric type functions and their symmetries arXiv 1305 3113 取自 https zh wikipedia org w index php title 超几何函数 amp oldid 74056357, 维基百科,wiki,书籍,书籍,图书馆,