المرجع الالكتروني للمعلوماتية
المرجع الألكتروني للمعلوماتية

الرياضيات
عدد المواضيع في هذا القسم 9761 موضوعاً
تاريخ الرياضيات
الرياضيات المتقطعة
الجبر
الهندسة
المعادلات التفاضلية و التكاملية
التحليل
علماء الرياضيات

Untitled Document
أبحث عن شيء أخر المرجع الالكتروني للمعلوماتية

بحث دلالي_وَإِذَا سَأَلَكَ عِبَادِي عَنِّي فَإِنِّي قَرِيبٌ
17-5-2021
القرارات الفردية
9-6-2016
الأرض
17-8-2020
لماذا نخاف الموت؟
7-12-2015
وديعة بن ثابت
2023-03-28
شروط الدفع - المادة الثانية و الستون - شروط المقاولة لأعمال الهندسة المدنية
2023-04-05

Lerch Transcendent  
  
2026   05:16 مساءً   date: 21-8-2018
Author : Guillera, J. and Sondow, J.
Book or Source : "Double Integrals and Infinite Products for Some Classical Constants Via Analytic Continuations of Lerch,s Transcendent." 16 June 2005
Page and Part : ...


Read More
Date: 17-9-2018 1752
Date: 18-7-2019 1459
Date: 23-9-2019 1804

Lerch Transcendent

 

The Lerch transcendent is generalization of the Hurwitz zeta function and polylogarithm function. Many sums of reciprocal powers can be expressed in terms of it. It is classically defined by

 Phi(z,s,a)=sum_(k=0)^infty(z^k)/((a+k)^s),

(1)

for |z|<1 and a!=0-1, .... It is implemented in this form as HurwitzLerchPhi[zsa] in the Wolfram Language.

The slightly different form

 Phi^*(z,s,a)=sum_(k=0)^infty(z^k)/([(a+k)^2]^(s/2))

(2)

sometimes also denoted Phi^~(z,s,a), for |z|<1 (or |z|=1 and R[s]>1) and a!=0-1-2, ..., is implemented in the Wolfram Language as LerchPhi[zsa]. Note that the two are identical only for R[a]>0.

A series formula for Phi(z,s,a) valid on a larger domain in the complex z-plane is given by

 (1-z)Phi(z,s,a) 
 =sum_(n=0)^infty((-z)/(1-z))^nsum_(k=0)^n(-1)^k(n; k)(a+k)^(-s),

(3)

which holds for all complex s and complex z with R[z]<1/2 (Guillera and Sondow 2005).

The Lerch transcendent can be used to express the Dirichlet beta function

beta(s) = sum_(k=0)^(infty)(-1)^k(2k+1)^(-s)

(4)

= 2^(-s)Phi(-1,s,1/2).

(5)

A special case is given by

 Phi(z,n,1)=(Li_n(z))/z,

(6)

(Guillera and Sondow 2005), where Li_n(z) is the polylogarithm.

Special cases giving simple constants include

Phi(-1,2,1/2) = 4K

(7)

(partialPhi)/(partials)(-1,-1,1) = ln((A^3)/(2^(1/3)e^(1/4)))

(8)

(partialPhi)/(partials)(-1,-2,1) = (7zeta(3))/(4pi^2)

(9)

(partialPhi)/(partials)(-1,-1,1/2) = K/pi

(10)

where K is Catalan's constant, zeta(3) is Apéry's constant, and A is the Glaisher-Kinkelin constant (Guillera and Sondow 2005).

It gives the integrals of the Fermi-Dirac distribution

int_0^infty(k^sdk)/(e^(k-mu)+1) = e^muGamma(s+1)Phi(-e^mu,s+1,1)

(11)

= -Gamma(s+1)Li_(1+s)(-e^mu),

(12)

where Gamma(z) is the gamma function and Li_n(z) is the polylogarithm and Bose-Einstein distribution

int_0^infty(k^sdk)/(e^(k-mu)-1) = e^muGamma(s+1)Phi(e^mu,s+1,1)

(13)

= Gamma(s+1)Li_(1+s)(e^mu).

(14)

Double integrals involving the Lerch transcendent include

 int_0^1int_0^1(x^(u-1)y^(v-1))/(1-xyz)[-ln(xy)]^sdxdy 
 =Gamma(s+1)(Phi(z,s+1,v)-Phi(z,s+1,u))/(u-v)  
int_0^1int_0^1((xy)^(u-1))/(1-xyz)[-ln(xy)]^sdxdy 
 =Gamma(s)Phi(z,s+2,u),

(15)

where Gamma(z) is the gamma function. These formulas lead to a variety of beautiful special cases of unit square integrals (Guillera and Sondow 2005).

It also can be used to evaluate Dirichlet L-series.


REFERENCES:

Erdélyi, A.; Magnus, W.; Oberhettinger, F.; and Tricomi, F. G. "The Function Psi(z,s,v)=sum_(n=0)^(infty)(v+n)^(-s)z^n." §1.11 in Higher Transcendental Functions, Vol. 1. New York: Krieger, pp. 27-31, 1981.

Gradshteyn, I. S. and Ryzhik, I. M. "The Lerch Function Phi(z,s,v)." §9.55 in Tables of Integrals, Series, and Products, 6th ed. San Diego, CA: Academic Press, p. 1029, 2000.

Guillera, J. and Sondow, J. "Double Integrals and Infinite Products for Some Classical Constants Via Analytic Continuations of Lerch's Transcendent." 16 June 2005 http://arxiv.org/abs/math.NT/0506319.




الجبر أحد الفروع الرئيسية في الرياضيات، حيث إن التمكن من الرياضيات يعتمد على الفهم السليم للجبر. ويستخدم المهندسون والعلماء الجبر يومياً، وتعول المشاريع التجارية والصناعية على الجبر لحل الكثير من المعضلات التي تتعرض لها. ونظراً لأهمية الجبر في الحياة العصرية فإنه يدرّس في المدارس والجامعات في جميع أنحاء العالم. ويُعجب الكثير من الدارسين للجبر بقدرته وفائدته الكبيرتين، إذ باستخدام الجبر يمكن للمرء أن يحل كثيرًا من المسائل التي يتعذر حلها باستخدام الحساب فقط.وجاء اسمه من كتاب عالم الرياضيات والفلك والرحالة محمد بن موسى الخورازمي.


يعتبر علم المثلثات Trigonometry علماً عربياً ، فرياضيو العرب فضلوا علم المثلثات عن علم الفلك كأنهما علمين متداخلين ، ونظموه تنظيماً فيه لكثير من الدقة ، وقد كان اليونان يستعملون وتر CORDE ضعف القوسي قياس الزوايا ، فاستعاض رياضيو العرب عن الوتر بالجيب SINUS فأنت هذه الاستعاضة إلى تسهيل كثير من الاعمال الرياضية.

تعتبر المعادلات التفاضلية خير وسيلة لوصف معظم المـسائل الهندسـية والرياضـية والعلمية على حد سواء، إذ يتضح ذلك جليا في وصف عمليات انتقال الحرارة، جريان الموائـع، الحركة الموجية، الدوائر الإلكترونية فضلاً عن استخدامها في مسائل الهياكل الإنشائية والوصف الرياضي للتفاعلات الكيميائية.
ففي في الرياضيات, يطلق اسم المعادلات التفاضلية على المعادلات التي تحوي مشتقات و تفاضلات لبعض الدوال الرياضية و تظهر فيها بشكل متغيرات المعادلة . و يكون الهدف من حل هذه المعادلات هو إيجاد هذه الدوال الرياضية التي تحقق مشتقات هذه المعادلات.