0
EN
1
المرجع الالكتروني للمعلوماتية

تاريخ الرياضيات

الاعداد و نظريتها

تاريخ التحليل

تار يخ الجبر

الهندسة و التبلوجي

الرياضيات في الحضارات المختلفة

العربية

اليونانية

البابلية

الصينية

المايا

المصرية

الهندية

الرياضيات المتقطعة

المنطق

اسس الرياضيات

فلسفة الرياضيات

مواضيع عامة في المنطق

الجبر

الجبر الخطي

الجبر المجرد

الجبر البولياني

مواضيع عامة في الجبر

الضبابية

نظرية المجموعات

نظرية الزمر

نظرية الحلقات والحقول

نظرية الاعداد

نظرية الفئات

حساب المتجهات

المتتاليات-المتسلسلات

المصفوفات و نظريتها

المثلثات

الهندسة

الهندسة المستوية

الهندسة غير المستوية

مواضيع عامة في الهندسة

التفاضل و التكامل

المعادلات التفاضلية و التكاملية

معادلات تفاضلية

معادلات تكاملية

مواضيع عامة في المعادلات

التحليل

التحليل العددي

التحليل العقدي

التحليل الدالي

مواضيع عامة في التحليل

التحليل الحقيقي

التبلوجيا

نظرية الالعاب

الاحتمالات و الاحصاء

نظرية التحكم

بحوث العمليات

نظرية الكم

الشفرات

الرياضيات التطبيقية

نظريات ومبرهنات

علماء الرياضيات

500AD

500-1499

1000to1499

1500to1599

1600to1649

1650to1699

1700to1749

1750to1779

1780to1799

1800to1819

1820to1829

1830to1839

1840to1849

1850to1859

1860to1864

1865to1869

1870to1874

1875to1879

1880to1884

1885to1889

1890to1894

1895to1899

1900to1904

1905to1909

1910to1914

1915to1919

1920to1924

1925to1929

1930to1939

1940to the present

علماء الرياضيات

الرياضيات في العلوم الاخرى

بحوث و اطاريح جامعية

هل تعلم

طرائق التدريس

الرياضيات العامة

نظرية البيان

قم بتسجيل الدخول اولاً لكي يتسنى لك الاعجاب والتعليق.

Eisenstein Series

المؤلف:  Bump, D

المصدر:  Automorphic Forms and Representations. Cambridge, England: Cambridge University Press

الجزء والصفحة:  ...

22-12-2019

2772

+

-

20

Eisenstein Series

 

An Eisenstein series with half-period ratio tau and index r is defined by

 

(1)

where the sum  excludes m=n=0I[tau]>0, and r>2 is an integer (Apostol 1997, p. 12).

The Eisenstein series satisfies the remarkable property

 G_(2r)((atau+b)/(ctau+d))=(ctau+d)^(2r)G_(2r)(tau)

(2)

if the matrix [a b; c d] is in the special linear group SL_n(Z) (Serre 1973, pp. 79 and 83). Therefore, G_(2r) is a modular form of weight 2r (Serre 1973, p. 83).

Furthermore, each Eisenstein series is expressible as a polynomial of the elliptic invariants g_2 and g_3 of the Weierstrass elliptic function with positive rational coefficients (Apostol 1997).

The Eisenstein series satisfy

(3)

where zeta(z) is the Riemann zeta function and sigma_k(n) is the divisor function (Apostol 1997, pp. 24 and 69). Writing the nome q as

(4)

where K(k) is a complete elliptic integral of the first kind, k is the elliptic modulus, and defining

 E_(2k)(q)=(G_(2k)(tau))/(2zeta(2k)),

(5)

we have

E_(2n)(q) =

(6)

=

(7)

where

c_(2n) =

(8)

=

(9)

= -(4n)/(B_(2n)),

(10)

where B_n is a Bernoulli number. For n=1, 2, ..., the first few values of c_(2n) are -24, 240, -504, 480, -264, 65520/691, ... (OEIS A006863 and A001067).

The first few values of E_(2n)(q) are therefore

E_2(q) = 1-24sum_(k=1)^(infty)sigma_1(k)q^(2k)

(11)

E_4(q) = 1+240sum_(k=1)^(infty)sigma_3(k)q^(2k)

(12)

E_6(q) = 1-504sum_(k=1)^(infty)sigma_5(k)q^(2k)

(13)

E_8(q) = 1+480sum_(k=1)^(infty)sigma_7(k)q^(2k)

(14)

E_(10)(q) = 1-264sum_(k=1)^(infty)sigma_9(k)q^(2k)

(15)

E_(12)(q) = 1+(65520)/(691)sum_(k=1)^(infty)sigma_(11)(k)q^(2k)

(16)

E_(14)(q) = 1-24sum_(k=1)^(infty)sigma_(13)(k)q^(2k),

(17)

(Apostol 1997, p. 139). Ramanujan used the notations P(z)=E_2(sqrt(z))Q(z)=E_4(sqrt(z)), and R(z)=E_6(sqrt(z)), and these functions satisfy the system of differential equations

thetaP = 1/(12)(P^2-Q)

(18)

thetaQ = 1/3(PQ-R)

(19)

thetaR = 1/2(PR-Q^2)

(20)

(Nesterenko 1999), where theta=zd/dz is the differential operator.

E_(2n)(q) can also be expressed in terms of complete elliptic integrals of the first kind K(k) as

E_4(q) =

(21)

E_6(q) =

(22)

(Ramanujan 1913-1914), where k is the elliptic modulus. Ramanujan used the notation M(q) and N(q) to refer to E_4(q) and E_6(q), respectively.

Pretty formulas are given by

E_4(q) = 1/2[theta_2^8(q)+theta_3^8(q)+theta_4^8(q)]

(23)

E_8(q) = 1/2[theta_2^(16)(q)+theta_3^(16)(q)+theta_4^(16)(q)],

(24)

where theta_n(q)=theta_n(0,q) is a Jacobi theta function.

The following table gives the first few Eisenstein series E_n(q) for even n.

n OEIS lattice E_n(q)
2 A006352   1-24q^2-72q^4-96q^6-168q^8-...
4 A004009 E_8 1+240q^2+2160q^4+6720q^6+...
6 A013973   1-504q^2-16632q^4-122976q^6-...
8 A008410 E_8 direct sum E_8 1+480q^2+61920q^4+1050240q^6+...
10 A013974   1-264q^2-135432q^4-5196576q^6-...

The notation L(q) is sometimes used to refer to the closely related function

L(q) = 1+24sum_(k=1)^(infty)sigma_1^((o))(n)(-1)^kq^k

(25)

= 1-24sum_(k=1)^(infty)((2k-1)q^(2k-1))/(1+q^(2k-1))

(26)

= theta_4^4(q)-theta_2^4(q)

(27)

= [(2K(k))/pi]^2(1-2k^2)

(28)

= 1-24q+24q^2-96q^3+...

(29)

(OEIS A103640), where theta_i(q) is a Jacobi elliptic function and

 sigma_1^((o))(n)=sum_(d|n; d odd)d

(30)

is the odd divisor function (Ramanujan 2000, p. 32).


REFERENCES:

Apostol, T. M. "The Eisenstein Series and the Invariants g_2 and g_3" and "The Eisenstein Series G_2(tau)." §1.9 and 3.10 in Modular Functions and Dirichlet Series in Number Theory, 2nd ed. New York: Springer-Verlag, pp. 12-13 and 69-71, 1997.

Borcherds, R. E. "Automorphic Forms on O_(s+2,2)(R)^+ and Generalized Kac-Moody Algebras." In Proc. Internat. Congr. Math., Vol. 2. pp. 744-752, 1994.

Borwein, J. M. and Borwein, P. B. "Class Number Three Ramanujan Type Series for 1/pi." J. Comput. Appl. Math. 46, 281-290, 1993.

Bump, D. Automorphic Forms and Representations. Cambridge, England: Cambridge University Press, p. 29, 1997.

Conway, J. H. and Sloane, N. J. A. Sphere Packings, Lattices, and Groups, 2nd ed. New York: Springer-Verlag, pp. 119 and 123, 1993.

Coxeter, H. S. M. "Integral Cayley Numbers."The Beauty of Geometry: Twelve Essays. New York: Dover, pp. 20-39, 1999.

Gunning, R. C. Lectures on Modular Forms. Princeton, NJ: Princeton Univ. Press, p. 53, 1962.

Hardy, G. H. Ramanujan: Twelve Lectures on Subjects Suggested by His Life and Work, 3rd ed. New York: Chelsea, p. 166, 1999.

Milne, S. C. "Hankel Determinants of Eisenstein Series." 13 Sep 2000. http://arxiv.org/abs/math.NT/0009130.

Nesterenko, Yu. V. A Course on Algebraic Independence: Lectures at IHP 1999. Unpublished manuscript. 1999.

Ramanujan, S. "Modular Equations and Approximations to pi." Quart. J. Pure Appl. Math. 45, 350-372, 1913-1914.

Ramanujan, S. Collected Papers of Srinivasa Ramanujan (Ed. G. H. Hardy, P. V. S. Aiyar, and B. M. Wilson). Providence, RI: Amer. Math. Soc., 2000.

Serre, J.-P. A Course in Arithmetic. New York: Springer-Verlag, 1973.

Shimura, G. Euler Products and Eisenstein Series. Providence, RI: Amer. Math. Soc., 1997.

Sloane, N. J. A. Sequences A001067, A004009/M5416, A006863/M5150, A008410, A013973, A013974, and A103640 in "The On-Line Encyclopedia of Integer Sequences."

اخر الاخبار

اشترك بقناتنا على التلجرام ليصلك كل ما هو جديد