Дзета-функция Лерха - Lerch zeta function

В математика, то Лерх дзета-функция, иногда называемый Дзета-функция Гурвица – Лерха, это специальная функция это обобщает Дзета-функция Гурвица и полилогарифм. Он назван в честь чешского математика. Матиас Лерх [1].

Определение

Дзета-функция Лерха определяется выражением

Связанная функция, Лерх трансцендентный, дан кем-то

Эти два связаны, так как

Интегральные представления

Интегральное представление дается

за

А контурный интеграл представление дается

за

где контур не должен охватывать ни одну из точек

Интегральное представление типа Эрмита дается формулой

за

и

за

Подобные представления включают

и

держится за положительный z (и вообще везде, где сходятся интегралы). Более того,

Последняя формула также известна как Формула Липшица.

Особые случаи

В Дзета-функция Гурвица является частным случаем, задаваемым

В полилогарифм является частным случаем Lerch Zeta, заданным

В Функция ци Лежандра является частным случаем, задаваемым

В Дзета-функция Римана дан кем-то

В Эта функция Дирихле дан кем-то

Идентичности

Для рационального λ слагаемое есть корень единства, и поэтому может быть выражена как конечная сумма по дзета-функции Гурвица. Предполагать с и . потом и .

Различные личности включают:

и

и

Представления серий

Серийное представление трансцендента Лерха дается формулой

(Обратите внимание, что это биномиальный коэффициент.)

Серия действительна для всех s, а для сложных z с Re (z) <1/2. Обратите внимание на общее сходство с аналогичным представлением ряда для дзета-функции Гурвица.[1]

А Серия Тейлор в первом параметре был задан Эрдели. Его можно записать в виде следующей серии, которая действительна для

Б. Р. Джонсон (1974). «Обобщенная дзета-функция Лерха». Pacific J. Math. 53 (1): 189–193. Дои:10.2140 / pjm.1974.53.189.

Если n - натуральное число, то

куда это функция дигаммы.

А Серия Тейлор в третьей переменной определяется выражением

куда это Символ Поххаммера.

Серия на а = -п дан кем-то

Особый случай для п = 0 имеет следующий ряд

куда это полилогарифм.

An асимптотический ряд за

за и

за

Асимптотический ряд в неполная гамма-функция

за

Асимптотическое разложение

Функция полилогарифма определяется как

Позволять

За и , асимптотическое разложение для больших и исправлено и дан кем-то

за , куда это Символ Поххаммера.[2]

Позволять

Позволять - его коэффициенты Тейлора при . Тогда для фиксированного и,

в качестве .[3]

Программного обеспечения

Трансцендентный Lerch реализован как LerchPhi в Клен и Mathematica, и как lerchphi в mpmath и SymPy.

Рекомендации

  1. ^ «Аналитическое продолжение трансцендента Лерха и дзета-функции Римана». Получено 28 апреля 2020.
  2. ^ Феррейра, Чело; Лопес, Хосе Л. (октябрь 2004 г.). «Асимптотические разложения дзета-функции Гурвица – Лерха». Журнал математического анализа и приложений. 298 (1): 210–224. Дои:10.1016 / j.jmaa.2004.05.040.
  3. ^ Цай, Син Ши; Лопес, Хосе Л. (10 июня 2019 г.). «Замечание об асимптотическом разложении трансцендента Лерха». Интегральные преобразования и специальные функции. 30 (10): 844–855. arXiv:1806.01122. Дои:10.1080/10652469.2019.1627530. S2CID  119619877.

внешняя ссылка