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¿Probar _2F_1\left (\frac13,\frac13;\frac56;-27\right) \stackrel {\color {#808080}}? = \frac47

Descubrí la siguiente conjetura numéricamente, pero no han sido capaces de demostrar que aún: 2F1(13,13;56;27)?=47. La igualdad tiene con al menos 10000 dígitos decimales de precisión. Puede ser escrito en formas equivalentes en términos de integrales definidas: 10dx1x 3x2+(3x)3?=3437πΓ3(13), o π0dϕ3sinϕ355+1221cosϕ?=3437πΓ3(13).


Actualización: varios más formas equivalentes: 2F1(13,12;56;2728)?=28/372/3 0dx355+coshx?=3237πΓ3(13) C(1/3)1/3(55)?=37π2Γ3(13) P1/61/2(55)?=243eπi/12713/12π3/2Γ2(13) donde C(λ)n(x) es la Gegenbauer polinomio y Pml(x) es la función de Legendre de la primera clase.


  • Por favor, sugiera ideas de cómo demostrar esta conjetura.
  • ¿Cuáles son otros de los puntos donde la función 2F1(13,13;56;z) toma simple de valores especiales?

26voto

Noam D. Elkies Puntos 17729

La conjetura es verdadera, como lo son el resto de los casos reportados en los comentarios donde f(z):=2F1(13,13;56;z) toma algebraica de los valores de especial racional de los valores de a z. Hay un par de otros obtenidos a partir de la simetría z1z (estos 2F1 parámetros que corresponden a un triángulo hiperbólico grupo con el índice de 6,6, c=0,1,, por lo que el z=0 y z=1 índices coinciden); por ejemplo, f(1/3)=2/32/3 pares con f(4/3)=32/3(53)/2. (z=1/2 pares con la misma, y el par f(4) y f(5) ha señalado ya; el OP f(27)=4/7 pares con f(28)=123143.) Algo más exóticas son f(317288013)=726(133),f(5179033)=611(9033517)1/6, y más valores en algebraicas conjugados y las imágenes bajo z1z.

En general, por z<1 la fórmula integral por f(z) relaciona con 10dx1xx2/3(1zx)1/3 que es la mitad de un "espacio" para la holomorphic diferencial dx/ y en la curva de Cz:y6=(1x)3x4(1zx)2. Esta curva tiene género 2, pero es en el especial de la familia de género-2 curvas con un automorphism de orden 3 (multiplicar y por una raíz cúbica de la unidad), para que tanto real períodos son múltiplos del periodo real de un sola curva elíptica Ez (un.k.una. una integral elíptica completa). En general, la fórmula resultante no simplifica aún más, pero cuando Ez CM (complejo de multiplicación) de sus períodos pueden ser expresadas en términos de funciones gamma. Por z=27 y los otros valores especiales enumerados anteriormente, no sólo de Ez CM, pero el CM anillo está contenida en Z[ρ] donde ρ=e2πi/3=(1+3)/2. Entonces Γ y π factores del período de Ez exactamente coinciden con los de la fórmula integral, lo que nos deja con una expresión algebraica valor de f(z). Resulta que la elección z=27 hace Ez una curva con complejo de la multiplicación por Z[7ρ]. Otros de los comentarios que se llevan a Z[mρ] m=1,2,3,5, y los ejemplos donde z es una ecuación cuadrática irracionalidad vienen de Z[13ρ] y Z[11ρ].

Una forma de llegar desde Cz Ez es empezar desde el cambio de variable u3=(1+cx)/x, lo que da f(z) = \int_{\raíz 3 \{1-z}}^\infty \frac{3u \, du}{\sqrt{(u^3+z)(u^3+z-1)}}. e identifica a C_z con el hyperelliptic curva de v^2 = (u^3+z)(u^3+z-1). Ahora, en general, una curva de v^2 = u^6+Au^3+B^6 tiene una involución \iota tomando u a B^2/u, y el cociente por \iota es una curva elíptica; se calcula que esta curva tiene j-invariante j = 6912 \frac{(5+2r)^3}{(2-r)^3(2+r)} donde A = rB^3. (Hay dos opciones de \iota, relacionadas por v \leftrightarrow -v, y por lo tanto dos opciones de j, relacionadas por r \leftrightarrow -r; pero las correspondientes curvas elípticas son 3-isogenous, por lo que sus períodos son proporcionales.) En nuestro caso r = A/B^3 = -(2z+1)/\sqrt{z^2+z} (en el que el z \leftrightarrow 1-z simetría toma r - r). Tomando z=-27 los rendimientos de los j = -2^{15} 3^4 5^3 (52518123 \pm 11460394\sqrt{21}), que son los j-invariantes de la {\bf Z}[7\rho] curvas; trabajando hacia atrás desde los j-invariantes de los otros {\bf Z}[m\rho] curvas nos encontramos con el valor adicional de z señaló que en los comentarios anteriores y en esta respuesta.

9voto

Luke Puntos 570

(Esto es más un comentario de respuesta, pero no pude conseguir MathJax para mostrar correctamente en los comentarios)

Aquí es un buen identidad (ecuación (21) de este artículo con x=-1/7): _2F_1 \left(a+\frac{1}{2};\frac{4a+5}{6};-\frac{1}{7}\right)=\left(\frac{7}{4}\right)^{_2}F_1 \left(\frac{a}{3},\frac{a+1}{3};\frac{4a+5}{6};-27\right)

Es un ejemplo de un cúbicos de transformación. Posiblemente, uno puede en este punto, usar contiguos de las relaciones de hacer algunos progresos.

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