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tujiengshuxue 的博客

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日志

 
 

一类高等函数解析开拓的李氏定理  

2011-04-12 10:11:46|  分类: 数学 |  标签: |举报 |字号 订阅

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Γ(z)的解析开拓积分式
 1Γ(z)的原始定义
                  Γ(z)=(0,∞)tz-1e-tdtReZ>0
 2、Γ(z)的基本性质:Γ(z+1)=zΓ(z)
 证明:(ReZ>0
 Γ(z+1)=(0,∞)tze-tdt=-(0,∞)tzde-t
              =-│tze-t(0,∞)+z(0,∞)tz-1e-tdt
              =zΓ(z)            得证
(注意:分部积分的第一部分等于零,是推导其基本性质的关键。)
 3、(-1<ReZ0的情况:
 Γ(z+1)=(0,∞)tze-tdt=-(0,∞)tzd(e-t-A)
             =-│tz(e-t-A)│(0,∞)+z(0,∞)tz-1(e-t-A)dt.
 A=1时,分部积分的第一部分等于零。由Γ(z+1)=zΓ(z)得到:
               Γ(z)=(0,∞)tz-1(e-t-1)dt.
 4、(-2<ReZ-1的情况:
 Γ(z+1)=(0,∞)tz(e-t-1)dt=-(0,∞)tzd(e-t+t-A)
           =-│tz(e-t+t-A)│(0,∞)+z(0,∞)tz-1(e-t+t-A)dt.
 当A=1时,分部积分的第一部分等于零。由Γ(z+1)=zΓ(z)得到:
                     Γ(z)=(0,∞)tz-1(e-t+t-1)dt.
 5、依此类推,取N=『-ReZ』为小于(-ReZ)的最大整数,于是得到Γ(z)的解析开拓积分式:
            Γ(z)=(0,∞)tz-1[e-t-Σ(1/k!)(-t)k]dt.
          其中,k=0、1、···、N。当N为负整数时,Σ(1/k!)(-t)k为零。
 
 
 二、H(k,z)的解析开拓积分式:
1、H(k,z)的原始定义:
       H(k,z)=(0,∞)tz-1(et+1)-kdt,(ReZ>0,k为正整数
2、H(k,z)的基本性质:
       H(k,z+1)-H(k+1,z+1)=(z/k)H(k,z).
证明:(ReZ>0
 k[H(k,z+1)-H(k+1,z+1)]
    =k(0,∞)tz(et+1)-kdt-k(0,∞)tz(et+1)-k-1dt
    =k(0,∞)tzet(et+1)-k-1dt=-(0,∞)tzd(et+1)-k
    =-│tz(et+1)-k(0,∞)+z(0,∞)tz-1(et+1)-kdt.
    =zH(k,z),得证
3、当(-1<ReZ<0)时,
 k[H(k,z+1)-H(k+1,z+1)]=k(0,∞)tzet(et+1)-k-1dt
=-(0,∞)tzd[(et+1)-k-A]
=-│tz[(et+1)-k-A]│(0,∞)+z(0,∞)tz-1[(et+1)-k-A]dt.
 当A=2-k时,分部积分的第一部分等于零。由基本性质得到:
         H(k,z)=(0,∞)tz-1[(et+1)-k-2-k]dt.
4、当(-2<ReZ<-1)时,
 k[H(k,z+1)-H(k+1,z+1)]
    =k(0,∞)tz[(et+1)-k-2-k]dt-k(0,∞)tz[(et+1)-k-1-2-k-1]dt
    =k(0,∞)tz[et(et+1)-k-1-2-k-1]dt
    =-(0,∞)tzd[(et+1)-k+2-k-1kt-A]
    =-│tz[(et+1)-k+2-k-1kt-A]│(0,∞)+z(0,∞)[tz-1[(et+1)-k+2-k-1kt-A]dt.
 当A=2-k时,分部积分的第一部分等于零。由基本性质得到:
        H(k,z)=(0,∞)tz-1[(et+1)-k+2-k-1kt-2-k]dt.
5、依此类推,取N=『-ReZ』为小于(-ReZ)的最大整数,于是得到H(k,z)的解析开拓积分式:
       H(k,z)=(0,∞)tz-1[(et+1)-k-A(t)]dt.
        其中,A(t)为(et+1)-k关于t的幂级数N次项及前的和
 
 
 解析开拓李氏定理: 
u(x)是关于ex的真分式,且在(0,∞)内无奇点。
广义定积分(0,∞)xz-1u(x)dx,当ReZn时,发散;
当ReZ>n时,收敛,且有基本性质:z(0,∞)xz-1u(x)dx=(0,∞)xzu'(x)dx。   
N=『-ReZ』为小于(-ReZ)的最大整数, 则解析开拓的积分式为:
                               (0,∞)xz-1[u(x)-A(x)]dx
 其中,A(x)为u(x)关于x幂级数N次项及前的和,即从(-n)次项到N次项的和。当N<(-n)时,A(x)=0.
 
 
四、ζ(z)、η(z)、ω(z)、ε(z)的解析开拓积分式:
 ζ(z)、η(z)、ω(z)、ε(z)的原始定义:
 (1)ζ(z)=1+2-z+3-z+4-z+······ (ReZ>1
 (2)η(z)=1-2-z+3-z-4-z+ ······ ReZ>0
 (3)ω(z)=1+3-z+5-z+7-z+ ··· ···(ReZ>1
 (4)ε(z)=1-3-z+5-z-7-z+ ······ (ReZ>0
 (二)ζ(z)、η(z)、ω(z)的全定义关系式:
 (1)η(z)=(1-21-z)ζ(z),
 (2)ω(z)=(1-2-z)ζ(z),
 (3)2ω(z)=η(z)+ζ(z).
 (三)ζ(z)、η(z)、ω(z)、ε(z)的原始定义积分式:
 (1)Γ(z)ζ(z)=(0,∞)tz-1(et-1)-1dt,ReZ>1
 (2)Γ(z)η(z)=(0,∞)tz-1(et+1)-1dt,ReZ>0
 (3)Γ(z)ω(z)=(0,∞)tz-1et(e2t-1)-1dt.ReZ>1
 (4)Γ(z)ε(z)=(0,∞)tz-1et(e2t+1)-1dt.ReZ>0
 (四)ζ(z)、η(z)、ω(z)、ε(z)的解析开拓积分式:
N=『-ReZ』为小于(-ReZ)的最大整数,由解析开拓定理可得到ζ(z)、η(z)、ω(z)、ε(z)的解析开拓积分式:
 1、Γ(z)ζ(z)=(0,∞)tz-1{(et-1)-1-[Bk(0)/(k!)]tk-1}dt,
        其中,k=0、1、·····、N+1,Bk(0)为伯努利数;
 2、Γ(z)η(z)=(0,∞)tz-1{(et+1)-1-2-1[Ek(0)/(k!)]tk}dt,
        其中,k=0、1、·····、N,Ek(0)为旧欧拉数;
 3、Γ(z)ω(z)=(0,∞)tz-1{et(e2t-1)-1-[Bk(1/2)/(k!)](2t)k-1}dt
        其中,k=0、1、·····、N+1,Bk(1/2)为伯努利多项式Bk(x)的值(x=1/2);
 4、Γ(z)ε(z)=(0,∞)tz-1{et(e2t+1)-1-2-1[Ek(1/2)/(k!)](2t)k}dt.
        其中,k=0、1、·····、N,Ek(1/2)为欧拉多项式Ek(x)的值(x=1/2)。
 5、Bk(0)、Ek(0)、Bk(1/2)的三者关系:
        Bk(1/2)=(21-k-1)Bk(0),
        kEk-1(0)=(2-21+k)Bk(0).
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