■ゼータの香りの漂う公式の背後にある構造(その117,杉岡幹生)
(杉岡)悩んでいたL(1)n分割の微分方程式ですが、結局、(ガウスの)超幾何微分方程式に移行でき、その解がGoldberg関係式に似たものになりました。
次のものです。
n=1⇒ y=(1-x)^1=1 -x
n=2⇒ y=(1-x)^2=1 -2x +x^2
n=3⇒ y=(1-x)^3=1 -3x +3x^2 -x^3
n=4⇒ y=(1-x)^4=1 -4x +6x^2 -4x^3 +x^4
n=5⇒ y=(1-x)^5=1 -5x +10x^2 -10x^3 +5x^4 -x^5
n=6⇒ y=(1-x)^6=1 -6x +15x^2 -20x^3 +15x^4 -6x^5 +x^6
・・・・
(その112)のGoldberg関係式と(本質的に)ほぼ同じですよね?
交代級数の符号も同じ。ゼータは幾何学とも関係あるんでしょう・・
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[2]Goldberg関係式(ねじれる前を表現する)
3a^2-3b^2+c^2=0
4a^2-6b^2+4c^2-d^2=0
5a^2-10b^2+10c^2-5d^2+e^2=0
6a^2-15b^2+20c^2-15d^2+6e^2-f^2=0
これらは係数は二項係数、符号が交代で現れるというもので
す。
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既に示してきたように、L(1)n分割の微分方程式は、
(t^2+1)y´´-2(n-1)ty´+n(n-1)y=0 ---@ (n=1,2,3・・)
です。
@を既存の微分方程式に還元して、既存の多項式に帰着することが目標だったのですが、一応できたと思います。
@のtをt=(2x-1)/iで変数変換すれば(iは虚数単位)、次の超幾何微分方程式に移行できます。
x(x-1)y´´-(1-n-2(1-n)x)y´+n(n-1)y=0 ----A
Aの解の超幾何級数y=F(a,b;c;x)から、a=-n, b=1-n, c=1-nとして、求めた結果が冒頭の
y=(1-x)^n
です。単純な二項展開式です。
L(1)n分割がこんな単純なものに繋がったのには驚きましたが、ゼータはシンプルできれいなので納得もします。
詳細はまた送りますが、概要はこんなところです。ゼータ分割が、Goldberg関係式という幾何学に結びついたことがうれしいです。 (杉岡幹生)
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