كثيرات الحدود التفاضلية

في الرياضيات ، في مجال التحليل المركب ، تعد كثيرات الحدود التفاضلية العامة متتالية متعددة الحدود ، وهي فئة فرعية معينة من كثيرات حدود شيفر ، والتي تشمل كثيرات حدود نيوتن ، وكثيرات حدود سيلبرغ ، وكثيرات حدود ستيرلينغ الاستيفائية كحالات خاصة.

تعريف

تُعطى متتالية كثيرات الحدود التفاضلية العامة بالصيغة التالية:

صن(z)=zن(z-βن-1ن-1){\displaystyle p_{n}(z)={\frac {z}{n}}{{z-\beta n-1} \choose {n-1}}}

أين(zن){\displaystyle {z \choose n}}هو معامل ذات الحدين . لـβ=0{\displaystyle \beta =0}كثيرات الحدود المولدةصن(z){\displaystyle p_{n}(z)}هي كثيرات حدود نيوتن

صن(z)=(zن)=z(z-1)(z-ن+1)ن!.{\displaystyle p_{n}(z)={z \choose n}={\frac {z(z-1)\cdots (z-n+1)}{n!}}.}

قضيةβ=1{\displaystyle \beta =1}يُنتج كثيرات حدود سيلبرغ، وحالةβ=-1/2{\displaystyle \beta =-1/2}يقوم بتوليد كثيرات حدود ستيرلينغ للاستيفاء.

اختلافات الحركة

بالنظر إلى دالة تحليليةو(z){\displaystyle f(z)}عرّف الفرق المتحرك للدالة f على النحو التالي:

لن(و)=Δنو(βن){\displaystyle {\mathcal {L}}_{n}(f)=\Delta ^{n}f(\beta n)}

أينΔ{\displaystyle \Delta }هو عامل الفرق الأمامي . عندئذٍ، إذا كانت f تحقق شروطًا معينة للجمع، فيمكن تمثيلها بدلالة هذه كثيرات الحدود كما يلي:

و(z)=ن=0صن(z)لن(و).{\displaystyle f(z)=\sum _{n=0}^{\infty }p_{n}(z){\mathcal {L}}_{n}(f).}

تُعدّ شروط قابلية الجمع (أي التقارب) لهذه المتتالية موضوعًا معقدًا إلى حدٍّ ما؛ وبشكل عام، يمكن القول إنّ الشرط الضروري هو أن تكون الدالة التحليلية من النوع الأقل من الأسي . وقد نُوقشت شروط قابلية الجمع بالتفصيل في كتاب بواس وباك.

دالة توليد

الدالة المولدة لكثيرات الحدود التفاضلية العامة معطاة بالصيغة التالية:

هـzت=ن=0صن(z)[(هـت-1)هـβت]ن.{\displaystyle e^{zt}=\sum _{n=0}^{\infty }p_{n}(z)\left[\left(e^{t}-1\right)e^{\beta t}\right]^{n}.}

يمكن تحويل هذه الدالة المولدة إلى شكل تمثيل أبيل المعمم

ك(z،w)=أ(w)Ψ(zز(w))=ن=0صن(z)wن{\displaystyle K(z,w)=A(w)\Psi (zg(w))=\sum _{n=0}^{\infty }p_{n}(z)w^{n}}

عن طريق الضبطأ(w)=1{\displaystyle A(w)=1}،Ψ(x)=هـx{\displaystyle \Psi (x)=e^{x}}،ز(w)=ت{\displaystyle g(w)=t}وw=(هـت-1)هـβت{\displaystyle w=(e^{t}-1)e^{\beta t}}.

انظر أيضاً

مراجع

  • رالف ب. بواس الابن و ر. كريتون باك ، توسعات متعددة الحدود للدوال التحليلية (الطبعة الثانية المصححة) ، (1964) دار النشر الأكاديمية، نيويورك، سبرينغر-فيرلاغ، برلين. رقم بطاقة مكتبة الكونغرس 63-23263.