Asupra polinoamelor cari formează un şir Appell (I)

Uncategorized

Abstract

 

Autori

Cuvinte cheie

PDF

Citați articolul în forma

T. Popoviciu, Asupra polinoamelor cari formează un şir Appell (I), Bull. Mathematique de la Soc. Roumaine des Sciences, 33/34 (1932), pp. 11-21 (in Romanian)
(first note)

Despre acest articol

Journal

Bull. Mathematique de la Soc. Roumaine des Sciences

Publisher Name
DOI

https://www.jstor.org/stable/43769712

Print ISSN

Not available yet.

Online ISSN

Not available yet.

JFM 58.1100.02

Google Scholar Profile

Referințe

Lucrarea in format html

1932 a -Popoviciu- Bull. Math. Soc. Roum. Sci. - Asupra polinoamelor cari formeaza un sir Appell (I)

ASUPRA POLINOAMELOR CARI FORMEAZA UN ŞIR APPELL de TIBERIU POPOVICIU

  1. Še zice că un şir de polinoame în x x xxx :
(1) P 0 , P 1 , P n , (1) P 0 , P 1 , P n , {:(1)P_(0)","P_(1)","dots dotsP_(n)","dots dots:}\begin{equation*} P_{0}, P_{1}, \ldots \ldots P_{n}, \ldots \ldots \tag{1} \end{equation*}(1)P0,P1,Pn,
unde pentru simplificare se poate presupune:
P 0 = 1 , P 0 = 1 , P_(0)=1,P_{0}=1,P0=1,
fără a restrânge generalifatea, formează un şir Appell, dacă
(2) d P n d x = n P n 1 (2) d P n d x = n P n 1 {:(2)(dP_(n))/(dx)=nP_(n-1):}\begin{equation*} \frac{d P_{n}}{d x}=n P_{n-1} \tag{2} \end{equation*}(2)dPndx=nPn1
E uşor de văzut că F n F n F_(n)F_{n}Fn este de forma
P n = x n + n a 1 x n 1 + n ( n 1 ) a 2 x n 2 + + n ! a n , P n = x n + n a 1 x n 1 + n ( n 1 ) a 2 x n 2 + + n ! a n , P_(n)=x^(n)+na_(1)x^(n-1)+n(n-1)a_(2)x^(n-2)+dots+n!a_(n),P_{n}=x^{n}+n a_{1} x^{n-1}+n(n-1) a_{2} x^{n-2}+\ldots+n!a_{n},Pn=xn+na1xn1+n(n1)a2xn2++n!an,
unde a 1 , a 2 , . n u a 1 , a 2 , . n u a_(1),a_(2),dots.nua_{1}, a_{2}, \ldots . n ua1,a2,.nu depind de n n nnn. Şirul (1) depinde deci de succesiu= nca de numere
a ˙ 1 , a 2 , a m , 1 ) a ˙ 1 , a 2 , a m , 1 {:a^(˙)_(1),a_(2),dots dotsa_(m),dots^(1))\left.\dot{a}_{1}, a_{2}, \ldots \ldots a_{m}, \ldots{ }^{1}\right)a˙1,a2,am,1)
Polinoamele considerate intervin în multe chesliuni importante d e a = d e a = dea=\mathrm{d} e \mathrm{a}=dea= nalizǎ. Polinoamele lui Bernoulli şi Euler formează fiecare un şir Appell. Ele intervin in calculul difercnțelor finite. Polinoamele R v ( x , k ) R v ( x , k ) Rv(x,k)R v(x, k)Rv(x,k) studiate de DI. R. Racliş 2 2 ^(2){ }^{2}2 ) verifică şi cle conditia (2). Polinoamele lui Hermite, putin transformate,
2 n H n = e x 2 d n d x n e x 2 2 n H n = e x 2 d n d x n e x 2 2^(n)H_(n)=e^(-x^(2))(d^(n))/(dx^(n))e^(x^(2))2^{n} H_{n}=e^{-x^{2}} \frac{d^{n}}{d x^{n}} e^{x^{2}}2nHn=ex2dndxnex2
cari se întâlnesc în teoria ecuaţiilor cu derivate partiale şi în multe alte chestiuni, formează şi ele un şir Appell.
2. In lucrarea de faţă ne propunem a găsi toate şirurile (1) cari sax tisfac conditia (2), astfel ca între trei polinoame consecutive P n , P n 1 P n , P n 1 P_(n),P_(n-1)P_{n}, P_{n-1}Pn,Pn1, P n 2 P n 2 P_(n-2)P_{n-2}Pn2 să avem o relaţie identică de forma:
(3)
A n P n + B n P n 1 + C n P n 2 = 0 , A n P n + B n P n 1 + C n P n 2 = 0 , A_(n)P_(n)+B_(n)P_(n-1)+C_(n)P_(n-2=0,)A_{n} P_{n}+B_{n} P_{n-1}+C_{n} P_{n-2=0,}AnPn+BnPn1+CnPn2=0,
unde A n , B n , C n A n , B n , C n A_(n),B_(n),C_(n)A_{n}, B_{n}, C_{n}An,Bn,Cn sunt polinoame în x x xxx de grade 0 , 1 , 2 0 , 1 , 2 0,1,20,1,20,1,2, şi egalitatea are loc oricare ar fi n n nnn. De exemplu polinoamele sus-amintite a lui Hermite safisfac o astfel de conditie.
3. Să presupunem întâi că A n A n A_(n)A_{n}An e nul oricare ar fì n n nnn. Relaţia (3) devine
(4) B n P n 1 + C n P n 2 = 0 (4) B n P n 1 + C n P n 2 = 0 {:(4)B_(n)P_(n-1)+C_(n)P_(n-2)=0:}\begin{equation*} B_{n} P_{n-1}+C_{n} P_{n-2}=0 \tag{4} \end{equation*}(4)BnPn1+CnPn2=0
Această relatie ne arată că P n 1 , P n 2 P n 1 , P n 2 P_(n-1),P_(n-2)P_{n-1}, P_{n-2}Pn1,Pn2, au cel puțin n 3 n 3 n-3n-3n3 zerori comune şi cum P n 2 P n 2 P_(n-2)\mathrm{P}_{n-2}Pn2 diferă numai printr'un factor constant de derivata lui P n 1 P n 1 P_(n-1)\mathrm{P}_{n-1}Pn1, urmează că P n 1 P n 1 P_(n-1)\mathrm{P}_{n-1}Pn1 este de forma:
P n 1 = ( x + a ) n 2 ( x + b n 1 ) P n 1 = ( x + a ) n 2 x + b n 1 P_(n-1)=(x+a)^(n-2)(x+b_(n-1))P_{n-1}=(x+a)^{n-2}\left(x+b_{n-1}\right)Pn1=(x+a)n2(x+bn1)
Relaţia fundamentală (2) ne dă imediat
b n n = b n 1 n 1 a n ( n 1 ) = b n 1 n 1 a ( 1 n 1 1 n ) , b n n = b n 1 n 1 a n ( n 1 ) = b n 1 n 1 a 1 n 1 1 n , (b_(n))/(n)=(b_(n-1))/(n-1)-(a)/(n(n-1))=(b_(n-1))/(n-1)-a((1)/(n-1)-(1)/(n)),\frac{b_{n}}{n}=\frac{b_{n-1}}{n-1}-\frac{a}{n(n-1)}=\frac{b_{n-1}}{n-1}-a\left(\frac{1}{n-1}-\frac{1}{n}\right),bnn=bn1n1an(n1)=bn1n1a(1n11n),
din care se are
b n = n ( b 2 a ) + 2 a 2 b n = n b 2 a + 2 a 2 b_(n)=(n(b_(2)-a)+2a)/(2)b_{n}=\frac{n\left(b_{2}-a\right)+2 a}{2}bn=n(b2a)+2a2
Se poate aşa dal scrie
P 0 = 1 , P 1 = x + a + b 2 , P 2 = ( x + a ) ( x + b ) (I) P n = ( x + a ) n 1 ( x + n ( b a ) + 2 a 2 ) P 0 = 1 , P 1 = x + a + b 2 , P 2 = ( x + a ) ( x + b ) (I) P n = ( x + a ) n 1 x + n ( b a ) + 2 a 2 {:[P_(0)=1","P_(1)=x+(a+b)/(2)","P_(2)=(x+a)(x+b)],[(I)P_(n)=(x+a)^(n-1)(x+(n(b-a)+2a)/(2))]:}\begin{gather*} \mathrm{P}_{0}=1, \mathrm{P}_{1}=x+\frac{a+b}{2}, \mathrm{P}_{2}=(x+a)(x+b) \\ \mathrm{P}_{n}=(x+a)^{n-1}\left(x+\frac{n(b-a)+2 a}{2}\right) \tag{I} \end{gather*}P0=1,P1=x+a+b2,P2=(x+a)(x+b)(I)Pn=(x+a)n1(x+n(ba)+2a2)
Se vede apoi că
B n = x + ( n 2 ) ( b a ) + 2 a 2 C n = ( x + a ) ( x + n ( b a ) + 2 a 2 B n = x + ( n 2 ) ( b a ) + 2 a 2 C n = ( x + a ) x + n ( b a ) + 2 a 2 {:[B_(n)=x+((n-2)(b-a)+2a)/(2)],[C_(n)=(x+a)(x+(n(b-a)+2a)/(2):}]:}\begin{aligned} & B_{n}=x+\frac{(n-2)(b-a)+2 a}{2} \\ & C_{n}=(x+a)\left(x+\frac{n(b-a)+2 a}{2}\right. \end{aligned}Bn=x+(n2)(ba)+2a2Cn=(x+a)(x+n(ba)+2a2
Se ştie că un şir de polinoame Appel are o funcţie generatoare de forma.
F ( z ) e z x = n = 0 z n n ! P n , F ( z ) e z x = n = 0 z n n ! P n , F(z)e^(zx)=sum_(n=0)^(oo)(z^(n))/(n!)P_(n),F(z) e^{z x}=\sum_{n=0}^{\infty} \frac{z^{n}}{n!} P_{n},F(z)ezx=n=0znn!Pn,
F ( z ) F ( z ) F(z)F(z)F(z) find funcţie numai de z z zzz. Să căutăm funcţia generatoare a po= linoamelor (I).
0 z n n ! P n = 0 z n n ! ( x + a ) n 1 ( x + a + n ( b a ) 2 ) = 0 z n n ! ( x + a ) n + b a 2 n = 1 n z n n ! ( x + a ) n 1 = e z ( x + a ) + b a 2 z e z ( x + a ) = ( 1 + b a 2 z ) e z a e z x 0 z n n ! P n = 0 z n n ! ( x + a ) n 1 x + a + n ( b a ) 2 = 0 z n n ! ( x + a ) n + b a 2 n = 1 n z n n ! ( x + a ) n 1 = e z ( x + a ) + b a 2 z e z ( x + a ) = 1 + b a 2 z e z a e z x {:[sum_(0)^(oo)(z^(n))/(n!)P_(n)=sum_(0)^(oo)(z^(n))/(n!)(x+a)^(n-1)(x+a+(n(b-a))/(2))],[=sum_(0)^(oo)(z^(n))/(n!)(x+a)^(n)+(b--a)/(2)sum_(n=1)^(oo)n(z^(n))/(n!)(x+a)^(n-1)],[=e^(z(x+a))+(b-a)/(2)ze^(z(x+a))],[=(1+(b-a)/(2)z)e^(za)e^(zx)]:}\begin{aligned} \sum_{0}^{\infty} \frac{z^{n}}{n!} P_{n} & =\sum_{0}^{\infty} \frac{z^{n}}{n!}(x+a)^{n-1}\left(x+a+\frac{n(b-a)}{2}\right) \\ & =\sum_{0}^{\infty} \frac{z^{n}}{n!}(x+a)^{n}+\frac{b--a}{2} \sum_{n=1}^{\infty} n \frac{z^{n}}{n!}(x+a)^{n-1} \\ & =e^{z(x+a)}+\frac{b-a}{2} z e^{z(x+a)} \\ & =\left(1+\frac{b-a}{2} z\right) e^{z a} e^{z x} \end{aligned}0znn!Pn=0znn!(x+a)n1(x+a+n(ba)2)=0znn!(x+a)n+ba2n=1nznn!(x+a)n1=ez(x+a)+ba2zez(x+a)=(1+ba2z)ezaezx
deci
F ( z ) = ( 1 + b a 2 z ) e z a F ( z ) = 1 + b a 2 z e z a F(z)=(1+(b-a)/(2)z)e^(za)F(z)=\left(1+\frac{b-a}{2} z\right) e^{z a}F(z)=(1+ba2z)eza
  1. Să presupunem acum că A n A n A_(n)A_{n}An este diferit de zero oricare ar fi n = 2 , 3 , n = 2 , 3 , n=2,3,dotsn=2,3, \ldotsn=2,3, In acest caz din cauza omogeneitătii formulei (3) putem presupune
    (5)
Punem acum
A n = 1 , n = 2 , 3 , A n = 1 , n = 2 , 3 , A_(n)=1,n=2,3,dotsA_{n}=1, n=2,3, \ldotsAn=1,n=2,3,
B n = α n x + β n B n = α n x + β n B_(n)=alpha_(n)x+beta_(n)B_{n}=\alpha_{n} x+\beta_{n}Bn=αnx+βn
C n = λ n x 2 + μ n x + v n C n = λ n x 2 + μ n x + v n C_(n)^(')=lambda_(n)x^(2)+mu_(n)x+v_(n)C_{n}^{\prime}=\lambda_{n} x^{2}+\mu_{n} x+v_{n}Cn=λnx2+μnx+vn
μ n , β n , λ n , μ n , v n μ n , β n , λ n , μ n , v n mu_(n),beta_(n),lambda_(n),mu_(n),v_(n)\mu_{n}, \beta_{n}, \lambda_{n}, \mu_{n}, v_{n}μn,βn,λn,μn,vn depinzând numai de n n nnn
Derivând relația (3), avem
(6) ( n + B n ) P n 1 + ( B n ( n 1 ) + C n ) P n 2 + C n ( n 2 ) P n 3 = 0 n + B n P n 1 + B n ( n 1 ) + C n P n 2 + C n ( n 2 ) P n 3 = 0 (n+B_(n)^('))P_(n-1)+(B_(n)(n-1)+C_(n))P_(n-2)+C_(n)(n-2)P_(n-3)=0\left(n+B_{n}^{\prime}\right) P_{n-1}+\left(B_{n}(n-1)+C_{n}\right) P_{n-2}+C_{n}(n-2) P_{n-3}=0(n+Bn)Pn1+(Bn(n1)+Cn)Pn2+Cn(n2)Pn3=0 dar avem şi
(7)
P n 1 + B n 1 P n 2 + C n 1 P n 3 = 0 P n 1 + B n 1 P n 2 + C n 1 P n 3 = 0 P_(n-1)+B_(n-1)P_(n-2)+C_(n-1)P_(n-3)=0P_{n-1}+B_{n-1} \mathrm{P}_{n-2}+C_{n-1} \mathrm{P}_{n-3}=0Pn1+Bn1Pn2+Cn1Pn3=0
Dacă relatiile (6), (7) sunt distincte se poate deduce, prin eliminarea lui P n 1 P n 1 P_(n-1)P_{n-1}Pn1 o relaţie de forma (4) și cădem peste cazul studiat mai înainte. Să presupunem deci că relaţiile (6), (7) sunt echivalente, trebue atunci ca:
(8) n + B n = B ( n 1 ) + C n B n 1 = C n ( n 2 ) C n 1 (8) n + B n = B ( n 1 ) + C n B n 1 = C n ( n 2 ) C n 1 {:(8)n+B_(n)^(')=(B(n-1)+C_(n)^('))/(B_(n-1))=(C_(n)(n-2))/(C_(n-1)):}\begin{equation*} n+B_{n}^{\prime}=\frac{B(n-1)+C_{n}^{\prime}}{B_{n-1}}=\frac{C_{n}(n-2)}{C_{n-1}} \tag{8} \end{equation*}(8)n+Bn=B(n1)+CnBn1=Cn(n2)Cn1
E clar că ambele relațiuni trebue să fie satisfăcute, căci dacă ar fi satisfăcută numai una am deduce o relaţie de forma
K . P n = 0 , K . P n = 0 , K.P_(n)=0,K . P_{n}=0,K.Pn=0,
care nu pot fi identic satisfăcute decât dacă K 0 K 0 K-=0K \equiv 0K0.
Relaţiile (8) sunt nişte identităti în x x xxx, trebue deci ca :
(9)
n + α n = α n ( n 1 ) + 2 λ n α n 1 = β n ( n 1 ) + μ n β n 1 = λ n λ n 1 ( n 2 ) = μ n μ n 1 ( n 2 ) = v n v n ( n 2 ) n + α n = α n ( n 1 ) + 2 λ n α n 1 = β n ( n 1 ) + μ n β n 1 = λ n λ n 1 ( n 2 ) = μ n μ n 1 ( n 2 ) = v n v n ( n 2 ) {:[n+alpha_(n)=(alpha^(n)(n-1)+2lambda_(n))/(alpha_(n-1))=(beta_(n)(n-1)+mu_(n))/(beta_(n-1))=(lambda_(n))/(lambda_(n-1))(n-2)=],[(mu_(n))/(mu_(n-1))(n-2)=(v_(n))/(v_(n))(n-2)]:}\begin{gathered} n+\alpha_{n}=\frac{\alpha^{n}(n-1)+2 \lambda_{n}}{\alpha_{n-1}}=\frac{\beta_{n}(n-1)+\mu_{n}}{\beta_{n-1}}=\frac{\lambda_{n}}{\lambda_{n-1}}(n-2)= \\ \frac{\mu_{n}}{\mu_{n-1}}(n-2)=\frac{v_{n}}{v_{n}}(n-2) \end{gathered}n+αn=αn(n1)+2λnαn1=βn(n1)+μnβn1=λnλn1(n2)=μnμn1(n2)=vnvn(n2)
  • ABERIU POPOVICIU
    (10)
A n = 1 / сӑ : A n = 1 /  сӑ  : A_(n)=1//" сӑ ":A_{n}=1 / \text { сӑ }:An=1/ сӑ :
ceeace se obtine anulând coeficientul lui x n x n x^(n)x^{n}xn. Se deduce imediat egalitatea
n 1 λ n = λ n λ n 1 ( n 2 ) n 1 λ n = λ n λ n 1 ( n 2 ) n-1-lambda_(n)=(lambda_(n))/(lambda_(n-1))(n-2)n-1-\lambda_{n}=\frac{\lambda_{n}}{\lambda_{n-1}}(n-2)n1λn=λnλn1(n2)
sau
n 1 λ n = n 2 λ n 1 + 1 n 1 λ n = n 2 λ n 1 + 1 (n-1)/(lambda_(n))=(n-2)/(lambda_(n)-1)+1\frac{n-1}{\lambda_{n}}=\frac{n-2}{\lambda_{n}-1}+1n1λn=n2λn1+1
din care
(11)
λ n = ( n 1 ) λ 2 1 + λ 2 ( n 2 ) λ n = ( n 1 ) λ 2 1 + λ 2 ( n 2 ) lambda_(n)=((n-1)lambda_(2))/(1+lambda_(2)(n-2))\lambda_{n}=\frac{(n-1) \lambda_{2}}{1+\lambda_{2}(n-2)}λn=(n1)λ21+λ2(n2)
apoi se deduce
(12) μ n = ( n 1 ) μ 2 1 + λ 2 ( n 2 ) , ν 2 = ( n 1 ) v 2 1 + λ 2 ( n 2 ) (12) μ n = ( n 1 ) μ 2 1 + λ 2 ( n 2 ) , ν 2 = ( n 1 ) v 2 1 + λ 2 ( n 2 ) {:(12)mu_(n)=((n-1)mu_(2))/(1+lambda_(2)(n-2))","nu_(2)=((n-1)v_(2))/(1+lambda_(2)(n-2)):}\begin{equation*} \mu_{n}=\frac{(n-1) \mu_{2}}{1+\lambda_{2}(n-2)}, \nu_{2}=\frac{(n-1) v_{2}}{1+\lambda_{2}(n-2)} \tag{12} \end{equation*}(12)μn=(n1)μ21+λ2(n2),ν2=(n1)v21+λ2(n2)
Din ( 10 ) : Din ( 10 ) : Din(10):\operatorname{Din}(10):Din(10):
(13) α n = 1 ( n 1 ) λ 2 1 + λ 2 ( n 2 ) = 1 + λ 2 ( 2 n 3 ) 1 + λ 2 ( n 2 ) (13) α n = 1 ( n 1 ) λ 2 1 + λ 2 ( n 2 ) = 1 + λ 2 ( 2 n 3 ) 1 + λ 2 ( n 2 ) {:(13)alpha_(n)=-1-((n-1)lambda_(2))/(1+lambda_(2)(n-2))=-(1+lambda_(2)(2n-3))/(1+lambda_(2)(n-2)):}\begin{equation*} \alpha_{n}=-1-\frac{(\mathrm{n}-1) \lambda_{2}}{1+\lambda_{2}(\mathrm{n}-2)}=-\frac{1+\lambda_{2}(2 n-3)}{1+\lambda_{2}(n-2)} \tag{13} \end{equation*}(13)αn=1(n1)λ21+λ2(n2)=1+λ2(2n3)1+λ2(n2)
In fine din raportul al treilea şi al patrulea al relatiei (9) se deduce.
β n [ 1 + λ 2 ( n 2 ) β n 1 [ 1 + λ 2 ( n 3 ) ] + μ 2 = 0 β n 1 + λ 2 ( n 2 ) β n 1 1 + λ 2 ( n 3 ) + μ 2 = 0 beta_(n)[1+lambda_(2)(n-2)∣-beta_(n-1)[1+lambda_(2)(n-3)]+mu_(2)=0:}\beta_{n}\left[1+\lambda_{2}(n-2) \mid-\beta_{n-1}\left[1+\lambda_{2}(n-3)\right]+\mu_{2}=0\right.βn[1+λ2(n2)βn1[1+λ2(n3)]+μ2=0
din care:
(14) β n = β 2 ( n 2 ) μ 2 1 + λ 2 ( n 2 ) (14) β n = β 2 ( n 2 ) μ 2 1 + λ 2 ( n 2 ) {:(14)beta_(n)=(beta_(2)-(n-2)mu_(2))/(1+lambda_(2)(n-2)):}\begin{equation*} \beta_{n}=\frac{\beta_{2}-(n-2) \mu_{2}}{1+\lambda_{2}(n-2)} \tag{14} \end{equation*}(14)βn=β2(n2)μ21+λ2(n2)
Formulele (11), (12), (13), (14) rczolvă problema şi se vede că po= linoamele verifică relația:
(15) [ 1 + λ ( n 2 ) ] P n + [ x [ 1 + λ ( 2 n 3 ) ] + β ( n 2 ) μ ] P n 1 + ( n 1 ) ( λ x 2 + μ x + v ) P n 2 = 0 (15) [ 1 + λ ( n 2 ) ] P n + x 1 + λ 2 n 3 + β ( n 2 ) μ P n 1 + ( n 1 ) λ x 2 + μ x + v P n 2 = 0 {:[(15){:[1+lambda(n-2)]P_(n)+[-x[1+lambda(2_(n)-3)]+beta-(n-2)mu]P_(n-1):}],[+(n-1)(lambdax^(2)+mu x+v)P_(n-2)=0]:}\begin{gather*} {[1+\lambda(n-2)] P_{n}+\left[-x\left[1+\lambda\left(2_{n}-3\right)\right]+\beta-(n-2) \mu\right] P_{n-1}} \tag{15}\\ +(n-1)\left(\lambda x^{2}+\mu x+v\right) P_{n-2}=0 \end{gather*}(15)[1+λ(n2)]Pn+[x[1+λ(2n3)]+β(n2)μ]Pn1+(n1)(λx2+μx+v)Pn2=0
şi depind de patru constante arbitrare λ , μ , ν , β λ , μ , ν , β lambda,mu,nu,beta\lambda, \mu, \nu, \betaλ,μ,ν,β, unde am suprimat indi= ccle 2 pentru simpliticare.
Se poate calcula acum functia generatoare. Pentru aceasta se înmulteşte relatia (15) cu z n 2 ( n 2 ) ! cu z n 2 ( n 2 ) ! cu(z^(n-2))/((n-2)!)\mathrm{cu} \frac{z^{n-2}}{(n-2)!}cuzn2(n2)! se face n = 2 , 3 , n = 2 , 3 , n=2,3,dotsn=2,3, \ldotsn=2,3, și se admă. Găsim astfel
d z 3 Z z + d 2 Z d z 2 [ 1 z ( 2 λ x + μ ) ] + d Z d [ β x λ x + (16) + Z ( λ x 2 + μ x + v ) ] + Z ( λ x 2 + μ x + v ) = 0 Z = n = 0 z n ! P n d z 3 Z z + d 2 Z d z 2 [ 1 z ( 2 λ x + μ ) ] + d Z d [ β x λ x + (16) + Z λ x 2 + μ x + v + Z λ x 2 + μ x + v = 0 Z = n = 0 z n ! P n {:[dz^(3)Zz+(d^(2)Z)/(dz^(2))[1-z(2lambda x+mu)]+(dZ)/(d)[beta-x-lambda x+],[(16){:+Z(lambdax^(2)+mu x+v)]+Z(lambdax^(2)+mu x+v)=0],[Z=sum_(n=0)^(oo)(z^(''))/(n!)P_(n)]:}\begin{align*} d z^{3} Z z+ & \frac{d^{2} Z}{d z^{2}}[1-z(2 \lambda x+\mu)]+\frac{d Z}{d}[\beta-x-\lambda x+ \\ & \left.+Z\left(\lambda x^{2}+\mu x+v\right)\right]+Z\left(\lambda x^{2}+\mu x+v\right)=0 \tag{16}\\ Z & =\sum_{n=0}^{\infty} \frac{z^{\prime \prime}}{n!} P_{n} \end{align*}dz3Zz+d2Zdz2[1z(2λx+μ)]+dZd[βxλx+(16)+Z(λx2+μx+v)]+Z(λx2+μx+v)=0Z=n=0zn!Pn
dacă facem
Z = e z x F ( z ) Z = e z x F ( z ) Z=e^(zx)F(z)Z=e^{z x} F(z)Z=ezxF(z)
F ( z ) F ( z ) F(z)F(z)F(z) e functie de z z zzz nu şi de x x xxx; ecuaţia devine :
unde :
d Φ d z + x Φ = 0 d Φ d z + x Φ = 0 (d Phi)/(dz)+x Phi=0\frac{d \Phi}{d z}+x \Phi=0dΦdz+xΦ=0
(17) Φ = λ z F + ( 1 λ z μ ) F + ( z v + β + μ ) F = 0 (17) Φ = λ z F + ( 1 λ z μ ) F + ( z v + β + μ ) F = 0 {:(17)Phi=lambda zF^('')+(1-lambda-z mu)F^(')+(zv+beta+mu)F=0:}\begin{equation*} \Phi=\lambda z F^{\prime \prime}+(1-\lambda-z \mu) F^{\prime}+(z v+\beta+\mu) F=0 \tag{17} \end{equation*}(17)Φ=λzF+(1λzμ)F+(zv+β+μ)F=0
Funcţia F F FFF este prin urmare dată de ecuația (17).
5. Să presupunem λ = μ = 0 λ = μ = 0 lambda=mu=0\lambda=\mu=0λ=μ=0, ecuația (17) se scrie
F + ( z v + β ) F = 0 F + ( z v + β ) F = 0 F^(')+(zv+beta)F=0F^{\prime}+(z v+\beta) F=0F+(zv+β)F=0
şi avem imediat
F ( z ) = e v 2 z 2 β z F ( z ) = e v 2 z 2 β z F(z)=e^(-(v)/(2)z^(2)-beta z)F(z)=e^{-\frac{v}{2} z^{2}-\beta z}F(z)=ev2z2βz
căci P 0 = 1 P 0 = 1 P_(0)=1P_{0}=1P0=1. Polinoamele satisfac relatia
( 15 ) ( 15 ) (15)^(')(15)^{\prime}(15)
P n ( x β ) P l 1 + ( n 1 ) P n 2 = 0 P n ( x β ) P l 1 + ( n 1 ) P n 2 = 0 P_(n)-(x-beta)P_(l-1)+(n-1)vvP_(n-2)=0P_{n}-(x-\beta) P_{l-1}+(n-1) \vee P_{n-2}=0Pn(xβ)Pl1+(n1)Pn2=0
Aceste polinoame se reduc la polinoamele lui Hermite. Intr'adevăr functia generatoare a polinoamelor H n H n H_(n)H_{n}Hn este
e z 2 4 + z x = 0 z n n ! H n ( x ) e z 2 4 + z x = 0 z n n ! H n ( x ) e^((z^(2))/(4)+zx)=sum_(0)^(oo)(z^(n))/(n!)H_(n)(x)e^{\frac{z^{2}}{4}+z x}=\sum_{0}^{\infty} \frac{z^{n}}{n!} H_{n}(x)ez24+zx=0znn!Hn(x)
iar functia generatoare a polinoamelor noastre este :
e v 2 z 2 β z + z x = e ( 2 v z ) 2 4 + 2 ( x β ) e v 2 z 2 β z + z x = e ( 2 v z ) 2 4 + 2 ( x β ) e^(-(v)/(2)z^(2)-beta z+zx)=e^(((sqrt(-2vz))^(2))/(4)+2(x-beta))e^{-\frac{v}{2} z^{2}-\beta z+z x}=e^{\frac{(\sqrt{-2 v z})^{2}}{4}+2(x-\beta)}ev2z2βz+zx=e(2vz)24+2(xβ)
deci
(15) P n ( x ) = ( 2 v ) n H n ( x β 2 v ) (15) P n ( x ) = ( 2 v ) n H n x β 2 v {:(15)P_(n)(x)=(sqrt(-2v))^(n)H_(n)((x-beta)/(sqrt(-2v))):}\begin{equation*} P_{n}(x)=(\sqrt{-2 v})^{n} H_{n}\left(\frac{x-\beta}{\sqrt{-2 v}}\right) \tag{15} \end{equation*}(15)Pn(x)=(2v)nHn(xβ2v)
Să presupunem acum că λ λ lambda\lambdaλ, u nu sunt ambele nule și fie ω ω omega\omegaω una din rădăcinile ecuațici
(18) λ z 2 μ z + v = 0 (18) λ z 2 μ z + v = 0 {:(18)lambdaz^(2)-mu z+v=0:}\begin{equation*} \lambda z^{2}-\mu z+v=0 \tag{18} \end{equation*}(18)λz2μz+v=0
Să puncm
F = e w z F 1 F = e w z F 1 F=e^(wz)F_(1)F=e^{w z} F_{1}F=ewzF1
ecuatia (17) devine
(19) λ z F 1 + ( 2 ω λ z z μ + 1 λ ) F 1 + [ ω ( 1 λ ) + β + μ ] F = 0 λ z F 1 + ( 2 ω λ z z μ + 1 λ ) F 1 + [ ω ( 1 λ ) + β + μ ] F = 0 lambda zF^('')_(1)+(2omega lambda z-z mu+1-lambda)F^(')_(1)+[omega(1-lambda)+beta+mu]F=0\lambda z F^{\prime \prime}{ }_{1}+(2 \omega \lambda z-z \mu+1-\lambda) F^{\prime}{ }_{1}+[\omega(1-\lambda)+\beta+\mu] F=0λzF1+(2ωλzzμ+1λ)F1+[ω(1λ)+β+μ]F=0 și după definitia ce am dat funcției generatoare trebue să căutăm soluția holomorfă în jurul originei şi care pentru z = 0 z = 0 z=0z=0z=0 este egală cu 1. Ori accasta este totdeauna posibil în general.
Inainte de a merge mai departe să reamintim câteva rezultate : Ecuațiile
(20) x y + ( γ x ) y α y = 0 x y + ( γ x ) y α y = 0 xy^('')+(gamma-x)y^(')-alpha y=0x y^{\prime \prime}+(\gamma-x) y^{\prime}-\alpha y=0xy+(γx)yαy=0 (Ecuatia lui Kummer)
admit solutiunile
x y + γ y y = 0 (Ecuaţia lui Bessel) x y + γ y y = 0  (Ecuaţia lui Bessel)  xy^('')+gammay^(')-y=0quad" (Ecuaţia lui Bessel) "x y^{\prime \prime}+\gamma y^{\prime}-y=0 \quad \text { (Ecuaţia lui Bessel) }xy+γyy=0 (Ecuaţia lui Bessel) 
G ( α , γ , x ) = n = 0 α ( α + 1 ) ( α + n 1 ) γ ( γ + 1 ) ( γ + n 1 ) x n n ! T ( γ , x ) = 0 1 γ ( γ + 1 ) ( γ + n 1 ) x n n ! G ( α , γ , x ) = n = 0 α ( α + 1 ) ( α + n 1 ) γ ( γ + 1 ) ( γ + n 1 ) x n n ! T ( γ , x ) = 0 1 γ ( γ + 1 ) ( γ + n 1 ) x n n ! {:[G(alpha","gamma","x)=sum_(n=0)^(oo)(alpha(alpha+1)dots(alpha+n-1))/(gamma(gamma+1)dots(gamma+n-1))*(x^(n))/(n!)],[T(gamma","x)=sum_(0)^(oo)(1)/(gamma(gamma+1)dots(gamma+n-1))*(x^(n))/(n!)]:}\begin{gathered} G(\alpha, \gamma, x)=\sum_{n=0}^{\infty} \frac{\alpha(\alpha+1) \ldots(\alpha+n-1)}{\gamma(\gamma+1) \ldots(\gamma+n-1)} \cdot \frac{x^{n}}{n!} \\ T(\gamma, x)=\sum_{0}^{\infty} \frac{1}{\gamma(\gamma+1) \ldots(\gamma+n-1)} \cdot \frac{x^{n}}{n!} \end{gathered}G(α,γ,x)=n=0α(α+1)(α+n1)γ(γ+1)(γ+n1)xnn!T(γ,x)=01γ(γ+1)(γ+n1)xnn!
cari în general sunt nişte functiuni întregi
Facem acum mai multe ipoteze :
a) λ 0 λ 0 lambda!=0\lambda \neq 0λ0, ecuaţia (18) având rădăcinile distincte.
Prin transformarea
z = λ t μ 2 ω λ z = λ t μ 2 ω λ z=(lambda t)/(mu-2omega lambda)z=\frac{\lambda t}{\mu-2 \omega \lambda}z=λtμ2ωλ
ecuatia (19) devine
deci
t d 2 F 1 d t 2 + ( 1 λ λ t ) d F 1 λ t ω ( 1 λ ) + β + μ 2 ω λ μ F 1 = 0 t d 2 F 1 d t 2 + 1 λ λ t d F 1 λ t ω ( 1 λ ) + β + μ 2 ω λ μ F 1 = 0 t(d^(2)F_(1))/(dt^(2))+((1-lambda)/(lambda)-t)(dF_(1))/(lambda t)-(omega(1-lambda)+beta+mu)/(2omega lambda-mu)F_(1)=0t \frac{d^{2} F_{1}}{d t^{2}}+\left(\frac{1-\lambda}{\lambda}-t\right) \frac{d F_{1}}{\lambda t}-\frac{\omega(1-\lambda)+\beta+\mu}{2 \omega \lambda-\mu} F_{1}=0td2F1dt2+(1λλt)dF1λtω(1λ)+β+μ2ωλμF1=0
F 1 = G ( ω ( 1 λ ) + β + μ 2 ω λ μ , 1 λ λ , ( μ 2 ω λ ) z λ ) F 1 = G ω ( 1 λ ) + β + μ 2 ω λ μ , 1 λ λ , ( μ 2 ω λ ) z λ F_(1)=G((omega(1-lambda)+beta+mu)/(2omega lambda-mu),(1-lambda)/(lambda),((mu-2omega lambda)z)/(lambda))F_{1}=G\left(\frac{\omega(1-\lambda)+\beta+\mu}{2 \omega \lambda-\mu}, \frac{1-\lambda}{\lambda}, \frac{(\mu-2 \omega \lambda) z}{\lambda}\right)F1=G(ω(1λ)+β+μ2ωλμ,1λλ,(μ2ωλ)zλ)
b) λ 0 λ 0 lambda!=0\lambda \neq 0λ0, ecuația (18) având rădăcinile cgale, deci
Facem
μ = 2 ω λ μ = 2 ω λ mu=2omega lambda\mu=2 \omega \lambdaμ=2ωλ
şi avem
z = λ ˙ t ω ( 1 + λ ) + β z = λ ˙ t ω ( 1 + λ ) + β z=-((lambda^(˙))t)/(omega(1+lambda)+beta)z=-\frac{\dot{\lambda} t}{\omega(1+\lambda)+\beta}z=λ˙tω(1+λ)+β
t d 2 F 1 d t 2 + 1 λ λ d F 1 d t F 1 = 0 t d 2 F 1 d t 2 + 1 λ λ d F 1 d t F 1 = 0 t(d^(2)F_(1))/(dt^(2))+(1-lambda)/(lambda)(dF_(1))/(dt)-F_(1)=0t \frac{d^{2} F_{1}}{d t^{2}}+\frac{1-\lambda}{\lambda} \frac{d F_{1}}{d t}-F_{1}=0td2F1dt2+1λλdF1dtF1=0
şi deci
F 1 = T ( 1 λ λ , ω ( 1 + λ ) + β λ z ) F 1 = T 1 λ λ , ω ( 1 + λ ) + β λ z F_(1)=T((1-lambda)/(lambda),-(omega(1+lambda)+beta)/(lambda)z)F_{1}=T\left(\frac{1-\lambda}{\lambda},-\frac{\omega(1+\lambda)+\beta}{\lambda} z\right)F1=T(1λλ,ω(1+λ)+βλz)
c) λ = c λ = c lambda=c\lambda=\mathrm{c}λ=c, averm
w = v μ w = v μ w=(v)/( mu)w=\frac{v}{\mu}w=vμ
şi ecur."a devine
( 1 z μ ) F 1 + ( v μ + β + μ ) F 1 = 0 ( 1 z μ ) F 1 + v μ + β + μ F 1 = 0 (1-z mu)F_(1)^(')+((v)/( mu)+beta+mu)F_(1)=0(1-z \mu) F_{1}^{\prime}+\left(\frac{v}{\mu}+\beta+\mu\right) F_{1}=0(1zμ)F1+(vμ+β+μ)F1=0
deci
F 1 = ( 1 μ z ) ν μ + β + μ μ F 1 = ( 1 μ z ) ν μ + β + μ μ F_(1)=(1-mu z)^(((nu )/(mu)+beta+mu)/(mu))F_{1}=(1-\mu z)^{\frac{\frac{\nu}{\mu}+\beta+\mu}{\mu}}F1=(1μz)νμ+β+μμ
Functia generatoare în acest caz este
e v μ z + z x ( 1 μ z ) v μ + β + μ μ e v μ z + z x ( 1 μ z ) v μ + β + μ μ e^((v)/( mu)z+zx)(1-mu z)((v)/( mu)+beta+mu)/(mu)e^{\frac{v}{\mu} z+z x}(1-\mu z) \frac{\frac{v}{\mu}+\beta+\mu}{\mu}evμz+zx(1μz)vμ+β+μμ
Cazul studiat în § 3 intră aci. Dacă v=o avem nişte polinoame P n P n P_(n)P_{n}Pn care sunt tocmai polinoamele Q n ( x , λ ) Q n ( x , λ ) Q_(n)(x,lambda)Q_{n}(\mathrm{x}, \lambda)Qn(x,λ) studiate de noi într'o lucrare ante= rioară 2 2 ^(2){ }^{2}2 )
Nu mai insist asupra cazurilor particulare ce pot proveni de exemplu din faptul că
1 λ λ 1 λ λ (1-lambda)/(lambda)\frac{1-\lambda}{\lambda}1λλ
este un număr întreg negativ. Acest caz se deduce din teoria ecuaților lui Kummer și Bessel.
6. Polinoamele P n P n P_(n)P_{n}Pn studiate de noi se pot ataşa funcţiei hipergeome= trice și a confluentelor ei. Vom da resultatele fără a insista asupra detaliilor calculelor. Dīı formulele (2), (15) deducem că polinomul P n P n P_(n)P_{n}Pn satisface ecua= ţia diferentială lincară.
(21)
( λ x 2 + μ x + ν ) y + [ x ( 1 + λ ( 2 n 3 ) ) + β ( n 2 ) μ y + + n [ 1 + λ ( n 2 ) ] y = 0 λ x 2 + μ x + ν y + x ( 1 + λ ( 2 n 3 ) ) + β ( n 2 ) μ y + + n [ 1 + λ ( n 2 ) ] y = 0 {:[(lambdax^(2)+mu x+nu)y^('')+[-x(1+lambda(2n-3))+beta-(n-2)mu∣y^(')+:}],[+n[1+lambda(n-2)]y=0]:}\begin{gathered} \left(\lambda x^{2}+\mu x+\nu\right) y^{\prime \prime}+\left[-x(1+\lambda(2 n-3))+\beta-(n-2) \mu \mid y^{\prime}+\right. \\ +n[1+\lambda(n-2)] y=0 \end{gathered}(λx2+μx+ν)y+[x(1+λ(2n3))+β(n2)μy++n[1+λ(n2)]y=0
Deosebim cazurile :
a) λ = 0 , μ 0 λ = 0 , μ 0 lambda=0,mu!=0\lambda=0, \mu \neq 0λ=0,μ0, prin transformarea
t = μ x + v μ x t = μ x + v μ x t=(mu x+v)/(mu^(x))t=\frac{\mu x+v}{\mu^{x}}t=μx+vμx
ecuatia (21) devine
t y + [ t + v μ + β μ ( n 2 ) ] y + n y = 0 , ε = v μ 2 + β μ t y + t + v μ + β μ ( n 2 ) y + n y = 0 , ε = v μ 2 + β μ ty^('')+[-t+(v)/(mu^('))+(beta )/(mu)-(n-2)]y^(')+ny=0,quad epsi=(v)/(mu^(2))+(beta )/(mu)t y^{\prime \prime}+\left[-t+\frac{v}{\mu^{\prime}}+\frac{\beta}{\mu}-(n-2)\right] y^{\prime}+n y=0, \quad \varepsilon=\frac{v}{\mu^{2}}+\frac{\beta}{\mu}ty+[t+vμ+βμ(n2)]y+ny=0,ε=vμ2+βμ
deci
P n = ( 1 ) n μ n ( ξ + 1 ) ξ ( ξ 1 ) ( ξ n + 2 ) n ! G ( n , ξ n + 2 , μ x + ν μ 2 ) P n = ( 1 ) n μ n ( ξ + 1 ) ξ ( ξ 1 ) ( ξ n + 2 ) n ! G n , ξ n + 2 , μ x + ν μ 2 P_(n)=((-1)^(n)mu^(n)(xi+1)xi(xi-1)dots(xi-n+2))/(n!)G(-n,xi-n+2,(mu x+nu)/(mu^(2)))P_{n}=\frac{(-1)^{n} \mu^{n}(\xi+1) \xi(\xi-1) \ldots(\xi-n+2)}{n!} G\left(-n, \xi-n+2, \frac{\mu x+\nu}{\mu^{2}}\right)Pn=(1)nμn(ξ+1)ξ(ξ1)(ξn+2)n!G(n,ξn+2,μx+νμ2)
observând că coeficientul lui x n x n x^(n)x^{n}xn este 1 ,
b) λ = 0 , μ = 0 λ = 0 , μ = 0 lambda=0,mu=0\lambda=0, \mu=0λ=0,μ=0. Acesta c cazul polinoamelor lui Hermite.
Să presupunem ν = 1 2 , β = 0 ν = 1 2 , β = 0 nu=(1)/(2),beta=0\nu=\frac{1}{2}, \beta=0ν=12,β=0, ecuatia devine
y 2 x y + 2 n y = 0 . y 2 x y + 2 n y = 0 . y^('')-2xy^(')+-2ny=0.y^{\prime \prime}-2 x y^{\prime}+-2 n y=0 .y2xy+2ny=0.
Prin transformarea
x 2 = t x 2 = t x^(2)=tx^{2}=tx2=t
se obtine
t y + ( 1 2 t ) y + n 2 y = 0 t y + 1 2 t y + n 2 y = 0 ty^('')+((1)/(2)-t)y^(')+(n)/(2)y=0t y^{\prime \prime}+\left(\frac{1}{2}-t\right) y^{\prime}+\frac{n}{2} y=0ty+(12t)y+n2y=0
care ne dă pentru n n nnn par, solutia
H n ( x ) = ( 1 ) n 2 1 3 5 ( n 1 ) 2 n 2 G ( n 2 , 1 2 , x 2 ) H n ( x ) = ( 1 ) n 2 1 3 5 ( n 1 ) 2 n 2 G n 2 , 1 2 , x 2 H_(n)(x)=((-1)^((n)/(2))*1*3*5dots(n-1))/(2^((n)/(2)))G(-(n)/(2),(1)/(2),x^(2))H_{n}(x)=\frac{(-1)^{\frac{n}{2}} \cdot 1 \cdot 3 \cdot 5 \ldots(n-1)}{2^{\frac{n}{2}}} G\left(-\frac{n}{2}, \frac{1}{2}, x^{2}\right)Hn(x)=(1)n2135(n1)2n2G(n2,12,x2)
Pentru n n nnn impar luăm întâi ca nouă funcție
y = x z y = x z y=xzy=x zy=xz
şi obtinem, urmând acelaş procedcu:
H n ( x ) = ( 1 ) n 1 2 1 3 5 n 2 n 1 2 × G ( n 1 2 , 3 2 , x 2 ) H n ( x ) = ( 1 ) n 1 2 1 3 5 n 2 n 1 2 × G n 1 2 , 3 2 , x 2 H_(n)(x)=((-1)^((n-1)/(2))*1*3*5cdots n)/(2^((n-1)/(2)))xx G(-(n-1)/(2),(3)/(2),x^(2))H_{n}(x)=\frac{(-1)^{\frac{n-1}{2}} \cdot 1 \cdot 3 \cdot 5 \cdots n}{2^{\frac{n-1}{2}}} \times G\left(-\frac{n-1}{2}, \frac{3}{2}, x^{2}\right)Hn(x)=(1)n12135n2n12×G(n12,32,x2)
Pentru cazul general vom avea deci, după ( 15 ) ( 15 ) (15)^('')(15)^{\prime \prime}(15) :
P n ( x ) = { ( 1 ) n 2 , 1.3 .5 ( n 1 ) ( v ) n G ( n 2 , 1 2 , ( x β ) 2 2 v ) ( 1 ) n 1 2 , 1.3 .5 . n . ( v ) n 1 ( x β ) G ( n 1 2 , 3 2 , ( x β ) 2 2 v ) P n ( x ) = ( 1 ) n 2 , 1.3 .5 ( n 1 ) ( v ) n G n 2 , 1 2 , ( x β ) 2 2 v ( 1 ) n 1 2 , 1.3 .5 . n . ( v ) n 1 ( x β ) G n 1 2 , 3 2 , ( x β ) 2 2 v P_(n)(x)={[(-1)^((n)/(2))","1.3.5 dots(n-1)(sqrt(-v))^(n)G(-(n)/(2),(1)/(2),-((x-beta)^(2))/(2v))],[(-1)^((n-1)/(2))","1.3.5.dots n.(sqrt()-v)^(n-1)(x-beta)G(-(n-1)/(2),(3)/(2),-((x-beta)^(2))/(2v))]:}P_{n}(x)=\left\{\begin{array}{l}(-1)^{\frac{n}{2}}, 1.3 .5 \ldots(n-1)(\sqrt{-v})^{n} G\left(-\frac{n}{2}, \frac{1}{2},-\frac{(x-\beta)^{2}}{2 v}\right) \\ (-1)^{\frac{n-1}{2}}, 1.3 .5 . \ldots n .(\sqrt{ }-v)^{n-1}(x-\beta) G\left(-\frac{n-1}{2}, \frac{3}{2},-\frac{(x-\beta)^{2}}{2 v}\right)\end{array}\right.Pn(x)={(1)n2,1.3.5(n1)(v)nG(n2,12,(xβ)22v)(1)n12,1.3.5.n.(v)n1(xβ)G(n12,32,(xβ)22v)
după cum n n nnn este par sau impar.
c) λ 0 λ 0 lambda!=0\lambda \neq 0λ0 şi ecuatia (18) are două rădăcini distincte w 1 , w 2 w 1 , w 2 w_(1),w_(2)w_{1}, w_{2}w1,w2.
Făcând transformarea
x = ( w 1 w 2 ) t w 1 x = w 1 w 2 t w 1 x=(w_(1)-w_(2))t-w_(1)x=\left(w_{1}-w_{2}\right) t-w_{1}x=(w1w2)tw1
avem ecuatia in t t ttt :
t ( 1 t ) y + [ ρ + 1 + λ ( 2 n 3 ) λ t ] y n λ [ 1 + λ ( n 2 ) ] y = 0 ρ = ω 1 [ 1 + λ ( 2 n 3 ) ] + β ( n 2 ) μ λ ( ω 2 ω 1 ) t ( 1 t ) y + ρ + 1 + λ ( 2 n 3 ) λ t y n λ [ 1 + λ ( n 2 ) ] y = 0 ρ = ω 1 [ 1 + λ ( 2 n 3 ) ] + β ( n 2 ) μ λ ω 2 ω 1 {:[t(1-t)y^('')+[rho+(1+lambda(2n-3))/(lambda)t]y^(')-(n)/( lambda)[1+lambda(n-2)]y=0],[rho=(omega_(1)[1+lambda(2n-3)]+beta-(n-2)mu)/(lambda(omega_(2)-omega_(1)))]:}\begin{gathered} t(1-\mathrm{t}) y^{\prime \prime}+\left[\rho+\frac{1+\lambda(2 n-3)}{\lambda} t\right] y^{\prime}-\frac{n}{\lambda}[1+\lambda(n-2)] y=0 \\ \rho=\frac{\omega_{1}[1+\lambda(2 n-3)]+\beta-(n-2) \mu}{\lambda\left(\omega_{2}-\omega_{1}\right)} \end{gathered}t(1t)y+[ρ+1+λ(2n3)λt]ynλ[1+λ(n2)]y=0ρ=ω1[1+λ(2n3)]+β(n2)μλ(ω2ω1)
care e de forma hipergeometrică :
t ( 1 t ) y + [ ζ ( ξ + η + 1 ) t ] y ξ η y = 0 t ( 1 t ) y + [ ζ ( ξ + η + 1 ) t ] y ξ η y = 0 t(1-t)y^('')+[zeta-(xi+eta+1)t]y^(')-xi eta y=0t(1-t) y^{\prime \prime}+[\zeta-(\xi+\eta+1) t] y^{\prime}-\xi \eta y=0t(1t)y+[ζ(ξ+η+1)t]yξηy=0
cu solutia
Φ ( ξ , η , ζ , t ) = n = 0 ξ ( ξ + 1 ) ( ξ + n 1 ) η ( η + 1 ) ( η + n 1 ) τ ( ζ + 1 ) ( ζ + n 1 ) f n n ! Φ ( ξ , η , ζ , t ) = n = 0 ξ ( ξ + 1 ) ( ξ + n 1 ) η ( η + 1 ) ( η + n 1 ) τ ( ζ + 1 ) ( ζ + n 1 ) f n n ! Phi(xi,eta,zeta,t)=sum_(n=0)^(oo)(xi(xi+1)dots(xi+n-1)eta(eta+1)dots(eta+n-1))/(tau(zeta+1)dots(zeta+n-1))(f^(n))/(n!)\Phi(\xi, \eta, \zeta, t)=\sum_{n=0}^{\infty} \frac{\xi(\xi+1) \ldots(\xi+n-1) \eta(\eta+1) \ldots(\eta+n-1)}{\tau(\zeta+1) \ldots(\zeta+n-1)} \frac{f^{n}}{n!}Φ(ξ,η,ζ,t)=n=0ξ(ξ+1)(ξ+n1)η(η+1)(η+n1)τ(ζ+1)(ζ+n1)fnn!
Polinomul căutat e deci de forma :
P n = ( 1 ) n λ n ρ ( ρ + 1 ) ( ρ + n 1 ) ( ω 1 ω 2 ) n n ! [ λ ( n 2 ) + 1 ] [ λ ( n 1 ) + 1 ] [ λ ( 2 ω 3 ) + 1 ] Φ ( n , 1 + λ ( n 2 ) λ , ρ , x 1 + ω 1 ω 1 ω 2 ) P n = ( 1 ) n λ n ρ ( ρ + 1 ) ( ρ + n 1 ) ω 1 ω 2 n n ! [ λ ( n 2 ) + 1 ] [ λ ( n 1 ) + 1 ] [ λ ( 2 ω 3 ) + 1 ] Φ n , 1 + λ ( n 2 ) λ , ρ , x 1 + ω 1 ω 1 ω 2 {:[P_(n)=((-1)^(n)lambda^(n)rho(rho+1)dots(rho+n-1)(omega_(1)-omega_(2))^(n))/(n![lambda(n-2)+1][lambda(n-1)+1]dots[lambda(2omega-3)+1])],[Phi(-n,-(1+lambda(n-2))/(lambda),rho,(x_(1)+omega_(1))/(omega_(1)-omega_(2)))]:}\begin{gathered} P_{n}=\frac{(-1)^{n} \lambda^{n} \rho(\rho+1) \ldots(\rho+n-1)\left(\omega_{1}-\omega_{2}\right)^{n}}{n![\lambda(n-2)+1][\lambda(n-1)+1] \ldots[\lambda(2 \omega-3)+1]} \\ \Phi\left(-n,-\frac{1+\lambda(n-2)}{\lambda}, \rho, \frac{x_{1}+\omega_{1}}{\omega_{1}-\omega_{2}}\right) \end{gathered}Pn=(1)nλnρ(ρ+1)(ρ+n1)(ω1ω2)nn![λ(n2)+1][λ(n1)+1][λ(2ω3)+1]Φ(n,1+λ(n2)λ,ρ,x1+ω1ω1ω2)
d) λ 0 λ 0 lambda!=0\lambda \neq 0λ0, şi ecuatia (18) are o rădăcină dublă w = μ 2 λ w = μ 2 λ w=(mu)/(2lambda)w=\frac{\mu}{2 \lambda}w=μ2λ.
Facem
t = λ ( x + ω ) ω ( 1 + λ ) + β t = λ ( x + ω ) ω ( 1 + λ ) + β t=-(lambda(x+omega))/(omega(1+lambda)+beta)t=-\frac{\lambda(x+\omega)}{\omega(1+\lambda)+\beta}t=λ(x+ω)ω(1+λ)+β
acuatia devine :
t 2 y [ 1 + 1 + λ ( 2 n 3 ) λ t ] y + n λ [ 1 + λ ( n 2 ) ] y = 0 t 2 y 1 + 1 + λ ( 2 n 3 ) λ t y + n λ [ 1 + λ ( n 2 ) ] y = 0 t^(2)y^('')-[1+(1+lambda(2n-3))/(lambda)t]y^(')+(n)/( lambda)[1+lambda(n-2)]y=0t^{2} y^{\prime \prime}-\left[1+\frac{1+\lambda(2 n-3)}{\lambda} t\right] y^{\prime}+\frac{n}{\lambda}[1+\lambda(n-2)] y=0t2y[1+1+λ(2n3)λt]y+nλ[1+λ(n2)]y=0
Această ecuațic e de forma:
t 2 y [ 1 ( ξ + η + 1 ) t ] y + ξ η y = 0 t 2 y [ 1 ( ξ + η + 1 ) t ] y + ξ η y = 0 t^(2)y^('')-[1-(xi+eta+1)t]y^(')+xi eta y=0t^{2} y^{\prime \prime}-[1-(\xi+\eta+1) t] y^{\prime}+\xi \eta y=0t2y[1(ξ+η+1)t]y+ξηy=0
căreia am ataşat seria divergentă 1 1 ^(1){ }^{1}1 ).
T ( ξ , η , l ) = ω = 0 ξ ( ξ + 1 ) ( ξ + n 1 ) η ( η + 1 ) ( η + n 1 ) n ! p n T ( ξ , η , l ) = ω = 0 ξ ( ξ + 1 ) ( ξ + n 1 ) η ( η + 1 ) ( η + n 1 ) n ! p n T(xi,eta,l)=sum_(omega=0)^(oo)(xi(xi+1)dots(xi+n-1)eta(eta+1)dots(eta+n-1))/(n!)p^(n)T(\xi, \eta, l)=\sum_{\omega=0}^{\infty} \frac{\xi(\xi+1) \ldots(\xi+n-1) \eta(\eta+1) \ldots(\eta+n-1)}{n!} p^{n}T(ξ,η,l)=ω=0ξ(ξ+1)(ξ+n1)η(η+1)(η+n1)n!pn
Rezultă dar, că polinomul e de forma
P n = ( 1 ) n [ μ ( 1 + λ ) + 2 λ β ) n 2 n λ n [ λ ( n 2 ) + 1 ] [ λ ( n 3 ) + 1 ] ( λ + 1 ) ( 1 λ ) T ( n , 1 + λ ( n 2 ) λ , 2 λ 2 x + λ μ μ ( 1 + λ ) + 2 λ β ) P n = ( 1 ) n [ μ ( 1 + λ ) + 2 λ β ) n 2 n λ n [ λ ( n 2 ) + 1 ] [ λ ( n 3 ) + 1 ] ( λ + 1 ) ( 1 λ ) T n , 1 + λ ( n 2 ) λ , 2 λ 2 x + λ μ μ ( 1 + λ ) + 2 λ β {:[P_(n)=((-1)^(n)[mu(1+lambda)+2lambda beta)^(n))/(2^(n)lambda^(n)[lambda(n-2)+1][lambda(n-3)+1]dots(lambda+1)(1-lambda))],[T(-n,-(1+lambda(n-2))/(lambda),(2lambda^(2)x+lambda mu)/(mu(1+lambda)+2lambda beta))]:}\begin{aligned} P_{n}= & \frac{(-1)^{n}[\mu(1+\lambda)+2 \lambda \beta)^{n}}{2^{n} \lambda^{n}[\lambda(n-2)+1][\lambda(n-3)+1] \ldots(\lambda+1)(1-\lambda)} \\ & T\left(-n,-\frac{1+\lambda(n-2)}{\lambda}, \frac{2 \lambda^{2} x+\lambda \mu}{\mu(1+\lambda)+2 \lambda \beta}\right) \end{aligned}Pn=(1)n[μ(1+λ)+2λβ)n2nλn[λ(n2)+1][λ(n3)+1](λ+1)(1λ)T(n,1+λ(n2)λ,2λ2x+λμμ(1+λ)+2λβ)
  1. In fine pentru ca studiul de fată să fie complet, revenind la pros blema initială, ar trebui să examinăm cazul când unii din A n A n A_(n)A_{n}An sunt nuli. Pentru a nu lungi mult acest articol, vom da numai indicatiuni asupra acestui caz urmând ca să publicăm ulterior un studiu eomplet.
Să demonstrăm întâi lema:
Dacă polinomul f ( x ) f ( x ) f(x)f(\mathrm{x})f(x) este de forma
(22) f ( x ) = ( x + a ) n ( x + b ) m n > 1 , m > 1 , a b f ( x ) = ( x + a ) n ( x + b ) m n > 1 , m > 1 , a b f(x)=(x+a)^(n)(x+b)^(m)quad n > 1,m > 1,a!=bf(x)=(x+a)^{n}(x+b)^{m} \quad n>1, m>1, a \neq bf(x)=(x+a)n(x+b)mn>1,m>1,ab, nici una din derivatele f , f , f ( m + n 3 ) f , f , f ( m + n 3 ) f^('),f^(''),dotsf^((m+n-3))f^{\prime}, f^{\prime \prime}, \ldots f^{(m+n-3)}f,f,f(m+n3) nu poate f i f i fif ifi de aceeaş formă. Cu alte cuvinte : ecuatia
  1. Vezi : T. Popoviciu loc. cit. p. 6.
    (23)
f ( k ) ( x ) = 0 k = 1 , 2 , m + n 3 f ( k ) ( x ) = 0 k = 1 , 2 , m + n 3 f^((k))(x)=0quad k=1,2,dots m+n-3f^{(k)}(x)=0 \quad k=1,2, \ldots m+n-3f(k)(x)=0k=1,2,m+n3
are cel putin trei rădăcini distincte.
Dacă a , b a , b a,ba, ba,b, sunt reali lema rezultă din teorema lui Rolle. Ori în cazul general se poate face o transformare
y = u x + v y = u x + v y=ux+vy=u x+vy=ux+v
u , v u , v u,vu, vu,v fiind reali sau complexi, astfel ca rădăcinile ecuației transformate să fie reale. Cum o astfel de transformare nu schimbă caracterul ecuației (23) rezultă că lema este adevărată oricare ar fi a , b ; a b a , b ; a b a,b;a!=ba, b ; a \neq ba,b;ab.
Dacă acum A n = 0 A n = 0 A_(n)=0A_{n}=0An=0, din ecuațiile (2), (3) scoatem
(24) P n 1 = ( x + a ) k ( x + b ) n 1 k (24) P n 1 = ( x + a ) k ( x + b ) n 1 k {:(24)P_(n-1)=(x+a)^(k)(x+b)^(n-1-k):}\begin{equation*} P_{n-1}=(x+a)^{k}(x+b)^{n-1-k} \tag{24} \end{equation*}(24)Pn1=(x+a)k(x+b)n1k
şi dacă încă A n = 0 , n > n A n = 0 , n > n A_(n^('))=0,n^(') > nA_{n^{\prime}}=0, n^{\prime}>nAn=0,n>n
P n 1 = ( x + a ) k ( x + b ) n 1 k P n 1 = x + a k x + b n 1 k P_(n^(')-1)=(x+a^('))^(k^('))(x+b^('))^(n^(')-1-k^('))P_{n^{\prime}-1}=\left(\mathrm{x}+\mathrm{a}^{\prime}\right)^{k^{\prime}}\left(\mathrm{x}+b^{\prime}\right)^{n^{\prime}-1-k^{\prime}}Pn1=(x+a)k(x+b)n1k
Dar P n 1 P n 1 P_(n-1)P_{n-1}Pn1 este o derivată a lui P n 1 P n 1 P_(n^(')-1)P_{n^{\prime}-1}Pn1, afară de un factor constant; deci relația precedentă e compatibilă cu (24), numai dacă k = 0 , k = 1 k = 0 , k = 1 k=0,k=1k=0, k=1k=0,k=1.
Să presupunem dar că
(25) P n = ( x + a ) k ( x + b ) n k (25) P n = ( x + a ) k ( x + b ) n k {:(25)P_(n)=(x+a)^(k)(x+b)^(n-k):}\begin{equation*} P_{n}=(\mathrm{x}+a)^{k}(\mathrm{x}+b)^{n-k} \tag{25} \end{equation*}(25)Pn=(x+a)k(x+b)nk
se vede că dacă mai mulți A n A n A_(n)\mathrm{A}_{n}An sunt nuli există un n n nnn, cel puţin, pentru care p n p n p_(n)p_{n}pn e de forma (25) unde k = 0 k = 0 k=0k=0k=0 sau 1 .
Pe ecuația (15) se vede că se poate întâmpla ca un singur A n A n A_(n)A_{n}An să fie nul. Dacă
λ = 1 n 1 λ = 1 n 1 lambda=-(1)/(n-1)\lambda=-\frac{1}{n-1}λ=1n1
P n P n P_(n)P_{n}Pn verifică ecuatia diferentială:
( x 2 n 1 + μ x + v ) Y + ( n n 1 x + β ( n 1 ) μ ) Y = 0 x 2 n 1 + μ x + v Y + n n 1 x + β ( n 1 ) μ Y = 0 (-(x^(2))/(n-1)+mu x+v)Y^(')+((n)/(n-1)x+beta-(n-1)mu)Y=0\left(-\frac{x^{2}}{n-1}+\mu x+v\right) Y^{\prime}+\left(\frac{n}{n-1} x+\beta-(n-1) \mu\right) Y=0(x2n1+μx+v)Y+(nn1x+β(n1)μ)Y=0
Dar P n P n P_(n)P_{n}Pn fiind luat sub forma (25), avem
P n = ( x + a ) k 1 ( x + b ) n 1 k ( n x + k ( b a ) + n a ) P n = ( x + a ) k 1 ( x + b ) n 1 k ( n x + k ( b a ) + n a ) P_(n^('))=(x+a)^(k-1)(x+b)^(n-1-k)(nx+k(b-a)+na)P_{n^{\prime}}=(\mathrm{x}+a)^{k-1}(\mathrm{x}+b)^{n-1-k}(n \mathrm{x}+k(b-a)+n a)Pn=(x+a)k1(x+b)n1k(nx+k(ba)+na)
unde presupunem k > 1 , n k k k > 1 , n k k k > 1,n-k >= kk>1, n-k \geq kk>1,nkk.
Se vede numai decât că
μ = a + b n 1 , v = a b n 1 , β = ( a + b ) + k ( b a ) + n a n 1 μ = a + b n 1 , v = a b n 1 , β = ( a + b ) + k ( b a ) + n a n 1 mu=-(a+b)/(n-1),v=-(ab)/(n-1),beta=-(a+b)+(k(b-a)+na)/(n-1)\mu=-\frac{a+b}{n-1}, v=-\frac{a b}{n-1}, \beta=-(a+b)+\frac{k(b-a)+n a}{n-1}μ=a+bn1,v=abn1,β=(a+b)+k(ba)+nan1
In ce priveşte funcţia generatoare suntem în cazul a) dela Nr. 5. Putem lua ω = b ω = b omega=b\omega=bω=b, şi ecuaţia în t t ttt a lui F 1 F 1 F_(1)F_{1}F1 este
(26) t d 2 F 1 d t 2 ( n + t ) d F 1 d t + k F 1 = 0 (26) t d 2 F 1 d t 2 ( n + t ) d F 1 d t + k F 1 = 0 {:(26)t(d^(2)F_(1))/(dt^(2))-(n+t)(dF_(1))/(dt)+kF_(1)=0:}\begin{equation*} t \frac{d^{2} F_{1}}{d t^{2}}-(n+t) \frac{d F_{1}}{d t}+k F_{1}=0 \tag{26} \end{equation*}(26)td2F1dt2(n+t)dF1dt+kF1=0
t == ( a b ) z t == ( a b ) z t==(a-b)zt==(a-b) zt==(ab)z
Ecuaţia (26) are soluţia
C i = 0 k k ( k 1 ) ( k i + 1 ) n ( n 1 ) ( n i + 1 ) t i i ! C i = 0 k k ( k 1 ) ( k i + 1 ) n ( n 1 ) ( n i + 1 ) t i i ! Csum_(i=0)^(k)(k(k-1)dots(k-i+1))/(n(n-1)dots(n-i+1))*(t^(i))/(i!)C \sum_{i=0}^{k} \frac{k(k-1) \ldots(k-i+1)}{n(n-1) \ldots(n-i+1)} \cdot \frac{t^{i}}{i!}Ci=0kk(k1)(ki+1)n(n1)(ni+1)tii!
Tinand deci seamă de forma pe care trebue s'o aibe functia genem ratoare rezultă că
F 1 = i = 0 k k ( k 1 ) ( k i + 1 ) n ( n 1 ) ( n i + 1 ) ( a b ) 2 z i i ! F 1 = i = 0 k k ( k 1 ) ( k i + 1 ) n ( n 1 ) ( n i + 1 ) ( a b ) 2 z i i ! F_(1)=sum_(i=0)^(k)(k(k-1)dots(k-i+1))/(n(n-1)dots(n-i+1))*((a-b)^(2)z^(i))/(i!)F_{1}=\sum_{i=0}^{k} \frac{k(k-1) \ldots(k-i+1)}{n(n-1) \ldots(n-i+1)} \cdot \frac{(a-b)^{2} z^{i}}{i!}F1=i=0kk(k1)(ki+1)n(n1)(ni+1)(ab)2zii!
Paris, 22 Octombrie 1928.

    1. Pentru legălura ce există între aceşti coeficienti și șirul (1) se poate vedea „ A A AAA. supra unor polinoame remarcabile" de T. Popoviciu (Arad 1927).
    2. Vezi Revista Universitară Matematică 1 (1), pag. 1-15,
    1. T. Popoviciu "Asupra unor polinoame remarcabile" pag. 14.

Related Posts

Nu am găsit niciun rezultat.