กลับไปหน้าบทความ

อ่าน 31 นาที

แบบจำลองโมดูลาร์

CS1: ค่าปริมาณยาว/การบำรุงรักษา CS1: การตั้งค่าที่ถูกแทนที่/CS1 maint: พารามิเตอร์การทำงานที่มี ISBN/แบบฟอร์มโมดูลาร์/Q-อะนาล็อก/ศรีนิวาสา รามานุจัน/ใช้เชิงอรรถแบบสั้นตั้งแต่เดือนพฤษภาคม 2021

ในทางคณิตศาสตร์รูปแบบมอดูลาร์จำลอง (mock modular form)คือ ส่วน โฮโลมอร์ฟิกของรูปแบบมาสส์อ่อนฮาร์มอนิก (harmonic weak Maass form ) และฟังก์ชันเธต้าจำลอง (mock theta function )

แบบจำลองโมดูลาร์

ในทางคณิตศาสตร์รูปแบบมอดูลาร์จำลอง (mock modular form)คือ ส่วน โฮโลมอร์ฟิกของรูปแบบมาสส์อ่อนฮาร์มอนิก (harmonic weak Maass form ) และฟังก์ชันเธต้าจำลอง (mock theta function ) โดยพื้นฐานแล้วคือรูปแบบมอดูลาร์จำลองที่มีน้ำหนัก1/2ตัวอย่างแรกของฟังก์ชันม็อกทีตาได้รับการอธิบายโดย Srinivasa Ramanujanในจดหมายฉบับสุดท้ายของเขาในปี 1920 ถึง GH Hardyและในสมุดบันทึกที่หายไปของเขา Sander Zwegersค้นพบว่าการเพิ่มฟังก์ชันที่ไม่ใช่โฮโลมอร์ฟิกบางอย่างเข้าไปจะทำให้ฟังก์ชันเหล่านั้นกลายเป็นรูปแบบ Maass อ่อนแบบฮาร์มอนิก [ 1 ] [ 2 ]

ประวัติศาสตร์

"สมมติว่ามีฟังก์ชันในรูปแบบออยเลอร์ และสมมติว่าจุดทั้งหมดหรือจุดอนันต์จุดเป็นจุดเอกฐานแบบเอกซ์โพเนนเชียล และสมมติด้วยว่าที่จุดเหล่านี้ รูปแบบเชิงเส้นกำกับปิดได้อย่างเรียบร้อยเช่นเดียวกับในกรณีของ (A) และ (B) คำถามคือ: ฟังก์ชันที่นำมานั้นเป็นผลรวมของสองฟังก์ชันหรือไม่ โดยฟังก์ชันหนึ่งเป็น ฟังก์ชัน θ ทั่วไป และอีกฟังก์ชันหนึ่งเป็นฟังก์ชัน (ไม่สำคัญ) ซึ่งเป็น O(1) ที่ทุกจุดe 2 m π i / nหรือไม่? ... เมื่อไม่ใช่เช่นนั้น ฉันเรียกฟังก์ชันนั้นว่า ฟังก์ชัน θ ปลอม "

คำจำกัดความดั้งเดิมของ Ramanujan เกี่ยวกับฟังก์ชัน mock theta [ 3 ]

จดหมายของ Ramanujan ถึง Hardy ลงวันที่ 12 มกราคม พ.ศ. 2463 [ 3 ]ระบุตัวอย่างฟังก์ชัน 17 ตัวอย่างที่เขาเรียกว่าฟังก์ชัน mock theta และสมุดบันทึกที่หายไป ของเขา [ 4 ]มีตัวอย่างเพิ่มเติมอีกหลายตัวอย่าง (Ramanujan ใช้คำว่า "ฟังก์ชัน theta" สำหรับสิ่งที่ในปัจจุบันเรียกว่ารูปแบบโมดูลาร์) Ramanujan ชี้ให้เห็นว่าฟังก์ชันเหล่านี้มีการขยายเชิงเส้นกำกับที่จุดยอด คล้ายกับรูปแบบโมดูลาร์ของน้ำหนัก1/2อาจมีขั้วอยู่ที่จุดยอด แต่ไม่สามารถแสดงออกมาในรูปของฟังก์ชันเธต้า "ธรรมดา" ได้เขาเรียกฟังก์ชันที่มีคุณสมบัติคล้ายกันว่า "ฟังก์ชันเธต้าจำลอง" ต่อมา Zwegers ค้นพบความเชื่อมโยงของฟังก์ชันเธต้าจำลองกับรูปแบบ Maass ที่อ่อนแอ

รามานุจันได้กำหนดลำดับให้กับฟังก์ชันม็อกทีตาของเขา ซึ่งไม่ได้มีการกำหนดไว้อย่างชัดเจน ก่อนงานของซเวเกอร์ส ลำดับของฟังก์ชันม็อกทีตาที่รู้จักกันนั้นได้แก่

3, 5, 6, 7, 8, 10.

แนวคิดเรื่องระเบียบ ของรามานุจันในภายหลังกลับกลายเป็นว่าสอดคล้องกับตัวนำของตัวละครเนเบนไทปัสแห่งน้ำหนัก1/2รูปแบบ Maass ที่มีความ กลมกลืนซึ่งยอมรับฟังก์ชัน mock theta ของ Ramanujan เป็นการฉายภาพแบบ holomorphic

ในอีกไม่กี่ทศวรรษต่อมา ฟังก์ชันม็อกทีตาของรามานุจันได้รับการศึกษาโดยวัตสัน แอนดรูว์ส เซลเบิร์ก ฮิกเกอร์สัน ชอย แมคอินทอช และคนอื่นๆ ซึ่งพิสูจน์ข้อความของรามานุจันเกี่ยวกับฟังก์ชันเหล่านี้ และพบตัวอย่างและเอกลักษณ์เพิ่มเติมอีกหลายอย่าง (เอกลักษณ์และตัวอย่าง "ใหม่" ส่วนใหญ่เป็นที่รู้จักของรามานุจันอยู่แล้ว และปรากฏขึ้นอีกครั้งในสมุดบันทึกที่หายไปของเขา) ในปี 1936 วัตสันพบว่าภายใต้การกระทำขององค์ประกอบของกลุ่มมอดูลาร์ฟังก์ชันม็อกทีตาอันดับ 3 เกือบจะแปลงสภาพเหมือนรูปแบบมอดูลาร์ของน้ำหนัก1/2(คูณด้วยกำลังของ q ที่เหมาะสม ) ยกเว้นว่าจะมี "พจน์ข้อผิดพลาด" ในสมการเชิงฟังก์ชัน ซึ่งมักจะกำหนดเป็นอินทิกรัลที่ชัดเจน [ 5 ] อย่างไรก็ตาม เป็นเวลาหลายปีที่ไม่มีคำจำกัดความที่ดีของฟังก์ชันม็อกทีตา สิ่งนี้เปลี่ยนไปในปี 2001 เมื่อ Zwegers ค้นพบความสัมพันธ์กับรูปแบบโมดูลาร์ที่ไม่ใช่โฮโลมอร์ฟิก ผลรวมของ Lerch และอนุกรมทีตาที่ไม่แน่นอน Zwegers แสดงให้เห็นโดยใช้ผลงานก่อนหน้าของ Watson และ Andrews ว่าฟังก์ชันม็อกทีตาอันดับ 3, 5 และ 7 สามารถเขียนเป็นผลรวมของรูปแบบ Maass ที่อ่อนที่มีน้ำหนัก1/2และฟังก์ชันที่มีขอบเขตตามเส้นจีโอเดสิกที่สิ้นสุดที่จุดแหลม [ 2 ]รูปแบบมาสส์แบบอ่อนมีค่าไอเก3/16ภายใต้ตัวดำเนินการลาปลาเซียนไฮเปอร์โบลิก (ค่าเดียวกับรูปแบบมอดูลาร์โฮโลมอร์ฟิกของน้ำหนัก )1/2อย่างไรก็ตามมันเพิ่มขึ้นอย่างรวดเร็วแบบทวีคูณใกล้จุดแหลม ดังนั้นจึงไม่เป็นไปตามเงื่อนไขการเติบโตปกติสำหรับรูปแบบคลื่นมาสส์ ซเวเกอร์พิสูจน์ผลลัพธ์นี้ในสามวิธีที่แตกต่างกัน โดยเชื่อมโยงฟังก์ชันม็อกทีตาเข้ากับฟังก์ชันทีตาของเฮคเค่บนแลตทิซไม่จำกัดมิติ 2 และกับผลรวมแอปเปลล์-เลิร์ช และกับรูปแบบจาโคบีแบบเมโรเมอร์ฟิก

ผลลัพธ์พื้นฐานของ Zwegers แสดงให้เห็นว่าฟังก์ชัน mock theta เป็น "ส่วน holomorphic" ของรูปแบบโมดูลาร์เชิงวิเคราะห์จริงที่มีน้ำหนัก1/2สิ่งนี้ทำให้สามารถขยายผลลัพธ์มากมายเกี่ยวกับรูปแบบมอดูลาร์ไปสู่ฟังก์ชันม็อกทีตาได้ โดยเฉพาะอย่างยิ่ง เช่นเดียวกับรูปแบบมอดูลาร์ ฟังก์ชันม็อกทีตาทั้งหมดอยู่ในปริภูมิที่มีมิติจำกัดที่ระบุไว้อย่างชัดเจน ซึ่งช่วยลดการพิสูจน์ที่ยาวและยากของเอกลักษณ์มากมายระหว่างฟังก์ชันเหล่านี้ให้เหลือเพียงพีชคณิตเชิงเส้นทั่วไปเป็นครั้งแรกที่สามารถสร้างตัวอย่างของฟังก์ชันม็อกทีตาได้เป็นจำนวนอนันต์ ก่อนหน้านี้มีเพียงประมาณ 50 ตัวอย่างที่รู้จัก (ส่วนใหญ่ค้นพบครั้งแรกโดยรามานุจัน) ในฐานะการประยุกต์ใช้แนวคิดของซเวเกอร์สเพิ่มเติมแคทรีน บริงมันน์และเคน โอโนะ แสดงให้เห็นว่าอนุกรม q บางอนุกรมที่เกิดขึ้นจากอนุกรมไฮเปอร์จีโอเมตริกพื้นฐานของโรเจอร์ส-ไฟน์มีความสัมพันธ์กับส่วนโฮ โลมอร์ฟิกที่มีน้ำหนัก3/2รูปแบบ Maass อ่อนแบบฮาร์มอนิก [ 6 ] และแสดงให้เห็นว่าอนุกรมเชิงเส้นกำกับสำหรับสัมประสิทธิ์ของฟังก์ชัน mock theta อันดับ 3 f ( q ) ที่ศึกษาโดย George Andrews [ 7 ]และ Leila Dragonette [ 8 ]ลู่เข้าสู่สัมประสิทธิ์ [ 9 ]โดยเฉพาะอย่างยิ่ง ฟังก์ชัน Mock theta มีการขยายเชิงเส้นกำกับที่จุดยอดของกลุ่มมอดูลาร์ซึ่งกระทำบนระนาบครึ่งบนที่คล้ายกับรูปแบบมอดูลาร์ที่มีน้ำหนัก1/2โดยมีขั้วอยู่ที่จุดยอด

คำนิยาม

รูปแบบโมดูลาร์จำลองจะถูกกำหนดให้เป็น "ส่วนโฮโลมอร์ฟิก" ของรูปแบบมาสส์อ่อนฮาร์มอนิ

กำหนดค่าน้ำหนักkซึ่งโดยปกติจะเป็นจำนวนเต็ม 2k กำหนดกลุ่มย่อย Γ ของSL ( Z ) (หรือของกลุ่มเมตาเพล็กติกถ้าkเป็นจำนวนเต็มครึ่ง) และอักขระρของ Γ รูปแบบมอดูลาร์f สำหรับอักขระนี้และกลุ่ม Γ นี้ จะแปลงภายใต้สมาชิกของ Γ โดย

รูปแบบมาสส์แบบอ่อนที่มีน้ำหนักkคือฟังก์ชันต่อเนื่องบนระนาบครึ่งบนที่แปลงรูปเหมือนรูปแบบมอดูลาร์ที่มีน้ำหนักkและเป็นฟังก์ชันลักษณะเฉพาะของตัวดำเนินการลาปลาเซียนที่มีน้ำหนักkและเรียกว่าฮาร์มอนิกหากค่าลักษณะเฉพาะของมันคือ( 1 k/2)เค/2[ 10 ]นี่คือค่าลักษณะเฉพาะของรูปแบบมอดูลาร์น้ำหนักโฮโลมอร์ ฟิก kดังนั้นสิ่งเหล่านี้ทั้งหมดจึงเป็นตัวอย่างของรูปแบบมาสส์อ่อนฮาร์มอนิก (รูปแบบมาสส์คือรูปแบบมาสส์อ่อนที่ลดลงอย่างรวดเร็วที่จุดยอดแหลม) ดังนั้นรูปแบบมาสส์อ่อนฮาร์มอนิกจึงถูกทำลายโดยตัวดำเนินการเชิงอนุพันธ์

ถ้าFเป็นรูปแบบ Maass อ่อนแบบฮาร์มอนิกใดๆ แล้วฟังก์ชันgที่กำหนดโดย

เป็นฟังก์ชันโฮโลมอร์ฟิกและแปลงรูปเหมือนฟอร์มมอดูลาร์ที่มีน้ำหนักkแม้ว่าอาจจะไม่เป็นโฮโลมอร์ฟิกที่จุดยอดแหลมก็ตาม หากเราสามารถหาฟังก์ชันอื่นg *ที่มีภาพg เดียวกันได้ F g *ก็จะเป็นโฮโลมอร์ฟิก ฟังก์ชันดังกล่าวได้มาจากการผกผันตัวดำเนินการเชิงอนุพันธ์โดยการอินทิเกรต ตัวอย่างเช่น เราสามารถกำหนด  

ที่ไหน

โดยพื้นฐานแล้วคือฟังก์ชันแกมมาที่ไม่สมบูรณ์ อินทิกรัลจะลู่เข้าเมื่อใดก็ตามที่gมีศูนย์ที่จุดยอดi ∞ และฟังก์ชันแกมมาที่ไม่สมบูรณ์สามารถขยายได้โดยการต่อยอดเชิงวิเคราะห์ดังนั้นสูตรนี้จึงสามารถใช้เพื่อกำหนดส่วนโฮโลมอร์ฟิกg *ของF ได้ แม้ในกรณีที่gเป็นเมโรเมอร์ฟิกที่i ∞ ก็ตาม แม้ว่าสิ่งนี้จะต้องระมัดระวังหากkเป็น 1 หรือไม่ใช่จำนวนเต็ม หรือหากn  =  0 ตัวผกผันของตัวดำเนินการเชิงอนุพันธ์นั้นห่างไกลจากความเป็นเอกลักษณ์ เนื่องจากเราสามารถเพิ่มฟังก์ชันโฮโมมอร์ฟิกใดๆ ลงในg *โดยไม่ส่งผลกระทบต่อภาพของมัน และเป็นผลให้ฟังก์ชันg *ไม่จำเป็นต้องไม่เปลี่ยนแปลงภายใต้กลุ่ม Γ ฟังก์ชันh = F g *เรียกว่าส่วนโฮโลมอร์ฟิกของF  

รูปแบบมอดูลาร์จำลอง ถูกนิยามให้เป็นส่วนโฮโลมอร์ฟิกhของรูปแบบมาสส์อ่อนฮาร์มอนิกF บางรูปแบบ ดังนั้นจึงมีไอโซมอร์ฟิซึมจากปริภูมิของรูปแบบมอดูลาร์จำลองhไปยังปริภูมิย่อยของรูปแบบมาสส์อ่อนฮาร์มอนิก

รูปแบบมอดูลาร์จำลองhเป็นแบบโฮโลมอร์ฟิกแต่ไม่ใช่มอดูลาร์โดยสมบูรณ์ ในขณะที่h  + g *เป็นแบบมอดูลาร์แต่ไม่ใช่โฮโลมอร์ฟิกโดยสมบูรณ์ ปริภูมิของรูปแบบมอดูลาร์จำลอง ที่มีน้ำหนัก kประกอบด้วยปริภูมิของรูปแบบเกือบมอดูลาร์ ("รูปแบบมอดูลาร์ที่อาจเป็นเมโรเมอร์ฟิกที่จุดยอด") ที่มี น้ำหนัก kเป็นปริภูมิย่อย ผลหารเป็นไอโซมอร์ฟิก (แบบแอนติลิเนียร์) กับปริภูมิของรูปแบบมอดูลาร์โฮโลมอร์ฟิกที่มีน้ำหนัก 2 k รูปแบบมอดูลาร์ น้ำหนัก -(2 k ) gที่สอดคล้องกับรูปแบบมอดูลาร์ จำลอง hเรียกว่าเงา ของมัน เป็นเรื่องปกติที่ฟังก์ชันเธต้าจำลองที่แตกต่างกันจะมีเงาเดียวกัน ตัวอย่างเช่น ฟังก์ชันเธต้าจำลอง 10 ฟังก์ชันอันดับ 5 ที่รามานุจันค้นพบนั้นแบ่งออกเป็นสองกลุ่ม กลุ่มละ 5 ฟังก์ชัน โดยที่ฟังก์ชันทั้งหมดในแต่ละกลุ่มมีเงาเดียวกัน (ยกเว้นการคูณด้วยค่าคงที่)     

Don Zagier [ 11 ]นิยามฟังก์ชัน mock thetaว่าเป็นกำลังเชิงตรรกะของq  =  e 2 π i 𝜏คูณกับรูปแบบโมดูลาร์ mock ที่มีน้ำหนัก1/2เงาของ มันคืออนุกรมธีตาของรูปแบบ

สำหรับจำนวนตรรกยะบวกκและฟังก์ชันคาบคี่ε (อนุกรมธีตาใดๆ ดังกล่าวเป็นรูปแบบโมดูลาร์ของน้ำหนัก⁠)3/2) . พลังแห่งเหตุผลของ qเป็นอุบัติเหตุทางประวัติศาสตร์

รูปแบบมอดูลาร์จำลองส่วนใหญ่และรูปแบบมาสส์แบบอ่อนมีอัตราการเติบโตอย่างรวดเร็วที่จุดยอดแหลม โดยทั่วไปมักกำหนดเงื่อนไขว่าพวกมันเติบโตเร็วที่สุดในระดับเลขชี้กำลังที่จุดยอดแหลม (ซึ่งสำหรับรูปแบบมอดูลาร์จำลองหมายความว่าพวกมันเป็น "เมโรเมอร์ฟิก" ที่จุดยอดแหลม) ปริภูมิของรูปแบบมอดูลาร์จำลอง (ที่มีน้ำหนักและกลุ่มที่กำหนด) ซึ่งการเติบโตถูกจำกัดด้วยฟังก์ชันเลขชี้กำลังคงที่บางฟังก์ชันที่จุดยอดแหลมนั้นมีมิติจำกัด

ผลรวม Appell–Lerch

ผลรวม Appell–Lerch ซึ่งเป็นการวางนัยทั่วไปของอนุกรม Lambertได้รับการศึกษาครั้งแรกโดยPaul Émile Appell [ 12 ]และMathias Lerch [ 13 ] Watsonศึกษาฟังก์ชัน mock theta อันดับ 3 โดยแสดงฟังก์ชันเหล่านั้นในรูปของผลรวม Appell–Lerch และ Zwegers ใช้ฟังก์ชันเหล่านั้นเพื่อแสดงให้เห็นว่าฟังก์ชัน mock theta เป็นรูปแบบ mock modular โดยพื้นฐาน

อนุกรมแอปเปลล์-เลิร์ช คือ

ที่ไหน

และ

ซีรีส์ที่แก้ไขแล้ว

ที่ไหน

และy = Im( 𝜏 ) และ

ตรงตามคุณสมบัติการแปลงต่อไปนี้

กล่าวอีกนัยหนึ่ง อนุกรม Appell–Lerch ที่ดัดแปลงแล้วจะแปลงรูปเหมือนฟอร์มมอดูลาร์เมื่อเทียบกับ𝜏เนื่องจากฟังก์ชันม็อกทีตาสามารถแสดงในรูปของอนุกรม Appell–Lerch ได้ นั่นหมายความว่าฟังก์ชันม็อกทีตาจะแปลงรูปเหมือนฟอร์มมอดูลาร์หากมีการเพิ่มอนุกรมที่ไม่ใช่เชิงวิเคราะห์บางอย่างเข้าไป

อนุกรมธีตาที่ไม่จำกัด

George Andrews [ 14 ]แสดงให้เห็นว่าฟังก์ชันม็อกเธต้าลำดับที่ห้าของ Ramanujan หลายฟังก์ชันเท่ากับผลหารΘ(𝜏)/θ (𝜏)โดยที่ θ ( 𝜏 ) คือรูปแบบโมดูลาร์ของน้ำหนัก1/2และ Θ ( 𝜏 ) เป็นฟังก์ชันเธต้าของรูปแบบกำลังสองไบนารีที่ไม่แน่นอน และ Dean Hickerson [ 15 ]ได้พิสูจน์ผลลัพธ์ที่คล้ายกันสำหรับฟังก์ชันม็อกเธต้าลำดับที่เจ็ด Zwegers ได้แสดงวิธีการทำให้ฟังก์ชันเธต้าที่ไม่แน่นอนสมบูรณ์เพื่อสร้างรูปแบบโมดูลาร์เชิงวิเคราะห์จริง และใช้สิ่งนี้เพื่อพิสูจน์ความสัมพันธ์ระหว่างฟังก์ชันม็อกเธต้าและรูปแบบคลื่น Maass ที่อ่อนแออีกครั้ง

รูปแบบเมโรโมฟิกของจาโคบี

George Andrews [ 16 ]สังเกตว่าฟังก์ชันม็อกทีตาลำดับที่ห้าบางส่วนของ Ramanujan สามารถแสดงได้ในรูปของผลหารของฟังก์ชันทีตาของ Jacobi Zwegers ใช้แนวคิดนี้เพื่อแสดงฟังก์ชันม็อกทีตาเป็นสัมประสิทธิ์ฟูริเยร์ของรูปแบบ Jacobi แบบเมโรเมอร์ฟิก

แอปพลิเคชัน

ตัวอย่าง

  • รูปแบบโมดูลาร์ใดๆ ที่มีน้ำหนักk (อาจเป็นเมโรเมอร์ฟิกเฉพาะที่จุดยอด) เป็นรูปแบบโมดูลาร์จำลองที่มีน้ำหนักkโดยมีเงาเป็น 0
  • ซีรี่ส์ไอเซนสไตน์แบบกึ่งโมดูลาร์
ของน้ำหนัก 2 และระดับ 1 เป็นรูปแบบโมดูลาร์จำลองของน้ำหนัก 2 โดยมีเงาเป็นค่าคงที่ ซึ่งหมายความว่า
แปลงรูปเหมือนรูปแบบโมดูลาร์ของน้ำหนัก 2 (โดยที่𝜏 = x  + iy ) 
  • ฟังก์ชันที่ศึกษาโดย Don Zagier [ 21 ] [ 22 ]ที่มีสัมประสิทธิ์ฟูริเยร์ซึ่งเป็นจำนวนชั้น Hurwitz H ( N ) ของฟิลด์กำลังสองจินตนาการเป็นรูปแบบโมดูลาร์จำลองที่มีน้ำหนัก3/2ระดับ 4 และเงา Σ q n 2รูปแบบคลื่นมาสส์อ่อนที่สอดคล้องกันคือ  
ที่ไหน
และy  =  Im( 𝜏 ), q  =  e 2 π i 𝜏 .

ฟังก์ชันเธต้าจำลองเป็นรูปแบบโมดูลาร์จำลองของน้ำหนัก1/2เงาของ มันคือฟังก์ชันทีตาเอกภาค คูณด้วยกำลังตรรกยะของ q (ด้วยเหตุผลทางประวัติศาสตร์) ก่อนที่งานของ Zwegers จะนำไปสู่วิธีการทั่วไปในการสร้างมัน ตัวอย่างส่วนใหญ่ถูกนำเสนอในรูปของฟังก์ชันไฮเปอร์จีโอเมตริกพื้นฐานแต่ส่วนใหญ่เป็นอุบัติเหตุทางประวัติศาสตร์ และฟังก์ชันทีตาจำลองส่วนใหญ่ไม่มีการแสดงออกอย่างง่ายที่รู้จักในรูปของฟังก์ชันดังกล่าว

ฟังก์ชันม็อกธีตา "ธรรมดา" คือรูปแบบโมดูลาร์ (โฮโลมอร์ฟิก) ของน้ำหนัก1/2ซึ่งได้รับการจำแนกประเภทโดย Serre และ Stark [ 23 ]ซึ่งแสดงให้เห็นว่าสามารถเขียนได้ทั้งหมดโดยใช้ฟังก์ชันทีตาของแลตทิซ 1 มิติ

ตัวอย่างต่อไปนี้ใช้สัญลักษณ์ q-Pochhammer ( a ; q ) ซึ่งกำหนดไว้ดังนี้:

คำสั่งซื้อที่ 2

McIntosh ศึกษาฟังก์ชัน mock theta ลำดับที่ 2 บางส่วน[ 24 ]

(ลำดับA006304ในOEIS )
(ลำดับA153140ในOEIS )
(ลำดับA006306ในOEIS )

รามานุจันค้นพบฟังก์ชันμ ในสมุดบันทึกที่หายไปของเขา

สิ่งเหล่านี้เกี่ยวข้องกับฟังก์ชันที่ระบุไว้ในส่วนเกี่ยวกับฟังก์ชันลำดับที่ 8 โดย

คำสั่งซื้อที่ 3

Ramanujan กล่าวถึงฟังก์ชัน mock theta อันดับ 3 สี่ฟังก์ชันในจดหมายถึง Hardy และระบุอีกสามฟังก์ชันในสมุดบันทึกที่หายไปของเขา ซึ่งถูกค้นพบอีกครั้งโดยGN Watson [ 5 ] Watsonพิสูจน์ความสัมพันธ์ระหว่างฟังก์ชันเหล่านั้นตามที่ Ramanujan กล่าวไว้ และยังพบการแปลงของฟังก์ชันเหล่านั้นภายใต้องค์ประกอบของกลุ่มมอดูลาร์โดยการแสดงเป็นผลรวม Appell–Lerch Dragonette [ 8 ]อธิบายการขยายเชิงอะซิมโทติกของสัมประสิทธิ์ Zwegers [ 1 ]เชื่อมโยงฟังก์ชันเหล่านั้นกับรูปแบบ Maass อ่อนแบบฮาร์มอนิก ดูเอกสารวิจัยของ Nathan Fine ด้วย[ 25 ]

ฟังก์ชันม็อกทีต้าลำดับที่ 3 ทั้งเจ็ดที่รามานุจันได้กล่าวไว้มีดังนี้

( ลำดับA000025ในOEIS )
( ลำดับA053250ในOEIS )
( ลำดับA053251ในOEIS )
( ลำดับA053252ในOEIS )
( ลำดับA053253ในOEIS )
( ลำดับA053254ในOEIS )
( ลำดับA053255ในOEIS )

ฟังก์ชันสี่ฟังก์ชันแรกนี้จัดอยู่ในกลุ่มที่มีเงาเดียวกัน (โดยมีค่าคงที่คั่นอยู่) และฟังก์ชันสามฟังก์ชันสุดท้ายก็เช่นกัน กล่าวโดยละเอียด ฟังก์ชันเหล่านี้เป็นไปตามความสัมพันธ์ต่อไปนี้ (ซึ่งค้นพบโดยรามานุจันและพิสูจน์โดยวัตสัน):

คำสั่งซื้อที่ 5

รามานุจันเขียนฟังก์ชันม็อกทีตา 10 ฟังก์ชันที่มีลำดับ 5 ลงในจดหมายถึงฮาร์ดีในปี 1920 และระบุความสัมพันธ์บางอย่างระหว่างฟังก์ชันเหล่านั้นซึ่งวัตสันได้พิสูจน์แล้ว[ 26 ]ในสมุดบันทึกที่หายไปของเขา เขาได้ระบุเอกลักษณ์เพิ่มเติมบางอย่างที่เกี่ยวข้องกับฟังก์ชันเหล่านี้ ซึ่งเทียบเท่ากับสมมติฐานม็อกทีตา[ 27 ]ซึ่งฮิกเกอร์สันได้พิสูจน์แล้ว[ 28 ]แอนดรูว์ส[ 14 ] พบการแสดงแทนของฟังก์ชันเหล่านี้จำนวนมากในรูปผลหารของอนุกรมทีตาที่ไม่จำกัดโดยรูปแบบโมดูลาร์ที่ มีน้ำหนัก1/2 .

(ลำดับA053256ในOEIS )
(ลำดับA053257ในOEIS )
(ลำดับA053258ในOEIS )
(ลำดับA053259ในOEIS )
(ลำดับA053260ในOEIS )
(ลำดับA053261ในOEIS )
(ลำดับA053262ในOEIS )
(ลำดับA053263ในOEIS )
(ลำดับA053264ในOEIS )
(ลำดับA053265ในOEIS )
(ลำดับA053266ในOEIS )
(ลำดับA053267ในOEIS )

คำสั่งซื้อที่ 6

Ramanujan [ 4 ]ได้จดบันทึกฟังก์ชัน mock theta ลำดับที่ 6 จำนวน 7 ฟังก์ชันไว้ในสมุดบันทึกที่หายไปของเขา และระบุเอกลักษณ์ 11 ข้อระหว่างฟังก์ชันเหล่านั้น ซึ่งได้รับการพิสูจน์โดย Andrews และ Hickerson [ 29 ]เอกลักษณ์ 2 ข้อของ Ramanujan เกี่ยวข้องกับφและψที่อาร์กิวเมนต์ต่างๆ สี่ข้อแสดงφและψในรูปของอนุกรม Appell–Lerch และเอกลักษณ์ 5 ข้อสุดท้ายแสดงฟังก์ชัน mock theta ลำดับที่ 6 ที่เหลืออีก 5 ฟังก์ชันในรูปของφและψ Berndt และ Chan [ 30 ]ค้นพบฟังก์ชันลำดับที่ 6 เพิ่มอีก 2 ฟังก์ชัน

ฟังก์ชัน mock theta ลำดับที่ 6 มีดังนี้:

(ลำดับA053268ในOEIS )
(ลำดับA053269ในOEIS )
(ลำดับA053270ในOEIS )
(ลำดับA053271ในOEIS )
(ลำดับA053272ในOEIS )
(ลำดับA053273ในOEIS )
(ลำดับA053274ในOEIS )
(ลำดับA153251ในOEIS )
(ลำดับA153252ในOEIS )

คำสั่งซื้อที่ 7

รามานุจันได้มอบฟังก์ชันจำลองเธต้าสามฟังก์ชันที่มีอันดับ 7 ในจดหมายถึงฮาร์ดีในปี 1920 ฟังก์ชันเหล่านี้ได้รับการศึกษาโดยเซลเบิร์ก[ 31 ]ซึ่งพบการขยายเชิงเส้นกำกับสำหรับสัมประสิทธิ์ของฟังก์ชันเหล่านี้ และโดยแอนดรูว์[ 14 ]ฮิกเกอร์สัน[ 15 ]พบการแสดงแทนของฟังก์ชันเหล่านี้จำนวนมากในรูปผลหารของอนุกรมเธต้าไม่จำกัดโดยรูปแบบโมดูลาร์ที่มีน้ำหนัก1/2Zwegers [ 1 ] [ 2 ]อธิบายคุณสมบัติการแปลงโมดูลาร์ของพวกเขา

  • (ลำดับA053275ในOEIS )
  • (ลำดับA053276ในOEIS )
  • (ลำดับA053277ในOEIS )

ฟังก์ชันม็อกทีต้าทั้งสามนี้มีเงาที่แตกต่างกัน ดังนั้นจึงไม่เหมือนกับกรณีของฟังก์ชันอันดับ 3 และอันดับ 5 ของรามานุจัน ที่ไม่มีความสัมพันธ์เชิงเส้นระหว่างฟังก์ชันเหล่านี้กับรูปแบบมอดูลาร์ทั่วไป รูปแบบมาสส์แบบอ่อนที่สอดคล้องกันคือ

ที่ไหน

และ

โดยประมาณแล้วคือฟังก์ชันข้อผิดพลาด เสริม ภายใต้กลุ่มเมตาเพล็กติก ฟังก์ชันทั้งสามนี้จะแปลงไปตามการแสดงแทนสามมิติของกลุ่มเมตาเพล็กติกดังต่อไปนี้

กล่าวอีกนัยหนึ่งคือ พวกมันเป็นส่วนประกอบของรูปแบบ Maass แบบอ่อนฮาร์มอนิกที่มีค่าเป็นเวกเตอร์ระดับ 1 ที่มีน้ำหนัก 1/2 .

คำสั่งซื้อที่ 8

กอร์ดอนและแมคอินทอช[ 32 ]พบฟังก์ชันม็อกทีตาแปดฟังก์ชันที่มีอันดับ 8 พวกเขาพบความสัมพันธ์เชิงเส้นห้าอย่างที่เกี่ยวข้องกับฟังก์ชันเหล่านั้น และแสดงฟังก์ชันสี่ฟังก์ชันเป็นผลรวมของแอปเปลล์-เลิร์ช และอธิบายการแปลงของฟังก์ชันเหล่านั้นภายใต้กลุ่มมอดูลาร์ ฟังก์ชันV และU สองฟังก์ชันนี้ ถูกค้นพบก่อนหน้านี้โดยรามานุจัน[ 33 ]ในสมุดบันทึกที่หายไปของเขา

(ลำดับA153148ในOEIS )
(ลำดับA153149ในOEIS )
(ลำดับA153155ในOEIS )
(ลำดับA153156ในOEIS )
(ลำดับA153172ในOEIS )
(ลำดับA153174ในOEIS )
(ลำดับA153176ในOEIS )
(ลำดับA153178ในOEIS )

สั่งซื้อ 10 ชิ้น

Ramanujan [ 34 ]ระบุฟังก์ชัน mock theta ลำดับที่ 10 สี่รายการในสมุดบันทึกที่หายไปของเขา และระบุความสัมพันธ์บางอย่างระหว่างฟังก์ชันเหล่านั้น ซึ่งได้รับการพิสูจน์โดย Choi [ 35 ] [ 36 ] [ 37 ] [ 38 ]

  • (ลำดับA053281ในOEIS )
  • (ลำดับA053282ในOEIS )
  • (ลำดับA053283ในOEIS )
  • (ลำดับA053284ในOEIS )

หมายเหตุ

  1. 1 2 3ซเวเกอร์ส 2001
  2. 1 2 3ซเวเกอร์ส 2002
  3. 1 2รามานุจัน 2000ภาคผนวก II
  4. 1 2 รามานุ จัน 1988
  5. 1 2วัตสัน 1936
  6. Bringmann, Folsom & Ono 2009 .
  7. แอนดรูว์ ส 1966
  8. 1 2 ดราโกเน็ต ต์ 1952
  9. Bringmann & Ono 2006
  10. Bruinier & Funke 2004
  11. Zagier 2007
  12. อุทธรณ์ พ.ศ. 2427
  13. เลิร์ ช 1892
  14. 1 2 3แอนดรูว์ส 1986
  15. 1 2ฮิกเกอร์สัน 1988b .
  16. แอนดรูว์ ส 1988
  17. ลอว์เรนซ์และซาเกียร์ 1999
  18. เซมิคาตอฟ, ทาโอร์มินาและติปูนิน 2548 .
  19. ทรูส ต์ 2010
  20. Dabholkar, Murthy & Zagier 2012 .
  21. Zagier 1975
  22. เฮียร์เซบรูคและซาเกียร์ 1976 , 2.2.
  23. Serre & Stark 1977
  24. แมคอินทอช 2007
  25. ดี 1988
  26. วัตสัน 1937
  27. แอนดรูว์สและการ์แวน 1989
  28. ฮิกเกอร์สัน 1988a .
  29. แอนดรูว์สและฮิกเกอร์สัน 1991
  30. Berndt & Chan 2007
  31. เซลเบิร์ก 1938
  32. กอร์ดอนและแมคอินทอช 2000
  33. รามานุจัน 1988 , หน้า. 8, สมการ 1; พี 29 สม 6.
  34. รามานุจัน 1988 , หน้า 9.
  35. ชอย 1999
  36. ชอย 2000
  37. ชอย 2002
  38. ชอย 2007

อ่านเพิ่มเติม

  • Ono, Ken (2008), "ฟังก์ชันจำลอง Theta, อันดับและรูปแบบ Maass" ในAlladi, Krishnaswami (ed.), Surveys in Number Theory , Developments in Mathematics, vol.  17, Springer-Verlag , หน้า119– 141, ISBN  978-0-387-78509-7, Zbl 1183.11064 
ดึงข้อมูลมาจาก " https://en.wikipedia.org/w/index.php?title=Mock_modular_form&oldid=1357457543 "

สรุปเนื้อหา

ข้อมูลสำคัญจากบทความ

ข้อมูลสำคัญเกี่ยวกับ แบบจำลองโมดูลาร์

ในทางคณิตศาสตร์รูปแบบมอดูลาร์จำลอง (mock modular form)คือ ส่วน โฮโลมอร์ฟิกของรูปแบบมาสส์อ่อนฮาร์มอนิก (harmonic weak Maass form ) และฟังก์ชันเธต้าจำลอง (mock theta function )

ประวัติศาสตร์

"สมมติว่ามีฟังก์ชันในรูปแบบออยเลอร์ และสมมติว่าจุดทั้งหมดหรือจุดอนันต์จุดเป็นจุดเอกฐานแบบเอกซ์โพเนนเชียล และสมมติด้วยว่าที่จุดเหล่านี้ รูปแบบเชิงเส้นกำกับปิดได้อย่างเรียบร้อยเช่นเดียวกับในกรณีของ (A) และ (B) คำถามคือ:...

คำนิยาม

รูปแบบโมดูลาร์จำลองจะถูกกำหนดให้เป็น "ส่วนโฮโลมอร์ฟิก" ของ รูปแบบมาสส์อ่อนฮาร์มอนิ ก

ผลรวม Appell–Lerch

ผลรวม Appell–Lerch ซึ่งเป็นการวางนัยทั่วไปของ อนุกรม Lambert ได้รับการศึกษาครั้งแรกโดย Paul Émile Appell [ 12 ] และ Mathias Lerch [ 13 ] Watson ศึกษาฟังก์ชัน mock theta อันดับ 3 โดยแสดงฟังก์ชันเหล่านั้นในรูปของผลรวม Appell–Lerch และ Zwegers...