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经典和非经典多项式集的微分方程:综述 †

通过
保罗·埃米利奥·里奇
意大利罗马Corso Vittorio Emanuele II,39,00186,国际电信大学UniNettuno数学系
献给Hari M.Srivastava教授。
收到日期:2019年3月8日/修订日期:2019年4月19日/接受日期:2019年4月20日/发布日期:2019年4月25日
(本文属于特刊数学分析与应用II)

摘要

:
利用单项性原理和Sheffer多项式集的一般结果,给出了几个新旧多项式集所满足的微分方程。
MSC公司:
33C99;12E10;11B83号

1.简介

在这篇综述文章中,提出了一种构造由多组经典和非经典多项式所满足的微分方程的统一方法。这是通过使用G.Dattoli的单项式原理从相关生成函数的基本元素开始的[1]和Y.Ben Cheikh的一般结果[2]. 当然,本文中考虑的多项式只是证明该方法有效的示例,但显然,该技术在理论上可以扩展到每个多项式集。
此方法最近已在多篇文章中应用(请参阅[,4,5,6,7,8,9])其中包括与几位作者合作的作品。其中最杰出的是Hari M.Srivastava教授,这篇文章是献给他的。
导出的微分方程通常是无穷级的,但当应用于多项式时,它们会降为有限级。
值得注意的是,即使使用不同的方法(参见[10,11,12,13]),但这里我们只使用与多项式理论直接相关的元素。
我们开始回忆,在第2节、Sheffer多项式的相关定义、G.Dattoli单项式原理和Y.Ben Cheikh的一般结果。
经典多项式集,在第3节是伯努利多项式、欧拉多项式、热那基多项式和米塔格-莱夫勒多项式。第4节,我们展示了从非经典生成函数导出的一些新的多项式集。

2.谢弗多项式

谢弗多项式 { n个 ( x个 ) } 介绍了[14]利用指数母函数[15]类型:
A类 ( t吨 ) 经验 ( x个 H(H) ( t吨 ) ) = n个 = 0 n个 ( x个 ) t吨 n个 n个 ! ,
哪里
A类 ( t吨 ) = n个 = 0 n个 t吨 n个 n个 ! , ( 0 0 ) , H(H) ( t吨 ) = n个 = 0 小时 n个 t吨 n个 n个 ! , ( 小时 0 = 0 ) .
根据不同的特征(参见[16],p.18),相同的多项式序列可以通过对来定义 ( ( t吨 ) , 如果 ( t吨 ) ) ,其中 ( t吨 ) 是可逆级数,并且 如果 ( t吨 ) 为三角洲系列:
( t吨 ) = n个 = 0 n个 t吨 n个 n个 ! , ( 0 0 ) , 如果 ( t吨 ) = n个 = 0 如果 n个 t吨 n个 n个 ! , ( 如果 0 = 0 , 如果 1 0 ) .
表示方式 如果 1 ( t吨 ) 的成分逆 如果 ( t吨 ) (即: 如果 如果 1 ( t吨 ) = 如果 1 如果 ( t吨 ) = t吨 ),序列的指数生成函数 { n个 ( x个 ) } 由提供
1 [ 如果 1 ( t吨 ) ] 经验 x个 如果 1 ( t吨 ) = n个 = 0 n个 ( x个 ) t吨 n个 n个 ! ,
以便
A类 ( t吨 ) = 1 [ 如果 1 ( t吨 ) ] , H(H) ( t吨 ) = 如果 1 ( t吨 ) .
什么时候? ( t吨 ) 1 ,Sheffer序列对应于该对 ( 1 , 如果 ( t吨 ) ) 称为相关Sheffer序列 { σ n个 ( x个 ) } 对于 如果 ( t吨 ) ,其指数生成函数由下式给出
经验 x个 如果 1 ( t吨 ) = n个 = 0 σ n个 ( x个 ) t吨 n个 n个 ! .
已知Sheffer多项式序列及其相关序列的列表可以在中找到[17].

移位算子与微分方程

我们回忆起多项式集 第页 n个 ( x个 ) 称为拟经济当且仅当存在两个算子 P(P) ^ M(M) ^ 这样的话
P(P) ^ 第页 n个 ( x个 ) = n个 第页 n个 1 ( x个 ) , M(M) ^ 第页 n个 ( x个 ) = 第页 n个 + 1 ( x个 ) , ( n个 = 1 , 2 , ) .
P(P) ^ 被称为导数操作员和 M(M) ^ 这个乘法算子,因为它们的作用方式与单项式上的经典算子相同。
这个定义可以追溯到J.F.Steffensen的一篇论文[18]最近由G.Dattoli改进并广泛应用于多种应用[19,20].
Y.Ben Cheikh证明了在适当的导数和乘法算子的作用下,每个多项式集都是拟单的。特别是,在同一篇文章中,作为推论3.2的一个特殊情况,证明了以下结果[2]:
定理 1
第页 n个 ( x个 ) 表示Sheffer多项式集,由生成函数定义
A类 ( t吨 ) 经验 ( x个 H(H) ( t吨 ) ) = n个 = 0 第页 n个 ( x个 ) t吨 n个 n个 ! ,
哪里
A类 ( t吨 ) = n个 = 0 ˜ n个 t吨 n个 , ( ˜ 0 0 ) ,
H(H) ( t吨 ) = n个 = 0 小时 ˜ n个 t吨 n个 + 1 , ( 小时 ˜ 0 0 ) .
如前所述,表示 如果 ( t吨 ) 的成分逆 H(H) ( t吨 ) ,Sheffer多项式集 第页 n个 ( x个 ) 在算子的作用下是拟经济的
P(P) ^ = 如果 ( D类 x个 ) , M(M) ^ = A类 [ 如果 ( D类 x个 ) ] A类 [ 如果 ( D类 x个 ) ] + x个 H(H) [ 如果 ( D类 x个 ) ] ,
其中素数表示关于t的普通导数。
此外,根据单项式原理,拟多项式 第页 n个 ( x个 ) 满足微分方程
M(M) ^ P(P) ^ 第页 n个 ( x个 ) = n个 第页 n个 ( x个 ) .

3.经典多项式微分方程

3.1. 伯努利多项式

伯努利多项式由生成函数定义
G公司 ( t吨 , x个 ) = t吨 e(电子) t吨 1 e(电子) x个 t吨 ,
以便
A类 ( t吨 ) = t吨 e(电子) t吨 1 = k个 = 0 b k个 t吨 k个 k个 ! , G公司 ( t吨 , x个 ) = k个 = 0 B类 k个 ( x个 ) t吨 k个 k个 ! = k个 = 0 小时 = 0 k个 k个 小时 b k个 小时 x个 小时 t吨 k个 k个 ! , B类 k个 ( x个 ) = 小时 = 0 k个 k个 小时 b k个 小时 x个 小时 ,
哪里 b k个 是伯努利数。

微分方程 B类 k个 ( x个 )

请注意,回顾一下 B类 n个 ( 1 ) = ( 1 ) n个 b n个 ,以下扩展成立:
t吨 A类 ' ( t吨 ) A类 ( t吨 ) = e(电子) t吨 t吨 e(电子) t吨 1 e(电子) t吨 1 = 1 t吨 e(电子) t吨 e(电子) t吨 1 = 1 n个 = 0 B类 n个 ( 1 ) t吨 n个 n个 ! = = n个 = 1 ( 1 ) n个 + 1 b n个 t吨 n个 n个 ! .
伯努利多项式的移位算子由下式给出
P(P) ^ = D类 x个 , M(M) ^ = e(电子) D类 x个 D类 x个 e(电子) D类 x个 1 D类 x个 ( e(电子) D类 x个 1 ) .
因此,通过使用因子分解方法,我们发现
定理 2
伯努利多项式 { B类 n个 ( x个 ) } 满足微分方程
e(电子) D类 x个 D类 x个 e(电子) D类 x个 1 e(电子) D类 x个 1 + x个 D类 x个 B类 n个 ( x个 ) = n个 B类 n个 ( x个 ) ,
那就是
k个 = 1 ( 1 ) k个 + 1 b k个 k个 ! D类 x个 k个 + x个 D类 x个 B类 n个 ( x个 ) = n个 B类 n个 ( x个 ) ,
或者,以等效形式:
k个 = 1 n个 ( 1 ) k个 + 1 b k个 k个 ! D类 x个 k个 + x个 D类 x个 B类 n个 ( x个 ) = n个 B类 n个 ( x个 ) .
证明。 
将运算符串联展开就足够了(17). 方程式(19)因为,对于任何固定的n个,方程中的级数展开式(18)当应用于次数多项式时,减少为有限和n个.

3.2. 欧拉多项式

欧拉多项式由生成函数定义
G公司 ( t吨 , x个 ) = 2 e(电子) t吨 + 1 e(电子) x个 t吨 ,
以便
A类 ( t吨 ) = 2 e(电子) t吨 + 1 = k个 = 0 e(电子) k个 t吨 k个 k个 ! , G公司 ( t吨 , x个 ) = k个 = 0 E类 k个 ( x个 ) t吨 k个 k个 ! = k个 = 0 小时 = 0 k个 k个 小时 e(电子) k个 小时 x个 小时 t吨 k个 k个 ! , E类 k个 ( x个 ) = 小时 = 0 k个 k个 小时 e(电子) k个 小时 x个 小时 ,
哪里 e(电子) k个 是欧拉数。

微分方程 E类 k个 ( x个 )

请注意,以下扩展保持不变:
A类 ( t吨 ) A类 ( t吨 ) = e(电子) t吨 e(电子) t吨 + 1 = 1 + 1 e(电子) t吨 + 1 = 1 + 1 2 n个 = 0 e(电子) n个 t吨 n个 n个 ! = = 1 2 + 1 2 n个 = 1 e(电子) n个 t吨 n个 n个 ! = n个 = 0 c(c) n个 t吨 n个 n个 ! ,
哪里 c(c) 0 = 1 / 2 、和 c(c) n个 = e(电子) n个 / 2 .
欧拉多项式的移位算子由下式给出
P(P) ^ = D类 x个 , M(M) ^ = e(电子) D类 x个 e(电子) D类 x个 + 1 .
因此,通过使用因子分解方法,我们发现
定理 三。
欧拉多项式 { E类 n个 ( x个 ) } 满足微分方程
e(电子) D类 x个 D类 x个 e(电子) D类 x个 + 1 + x个 D类 x个 E类 n个 ( x个 ) = n个 E类 n个 ( x个 ) .
那就是
k个 = 0 c(c) k个 k个 ! D类 x个 k个 + 1 + x个 D类 x个 E类 n个 ( x个 ) = n个 E类 n个 ( x个 ) ,
或以同等形式:
k个 = 0 n个 1 c(c) k个 k个 ! D类 x个 k个 + 1 + x个 D类 x个 E类 n个 ( x个 ) = n个 E类 n个 ( x个 ) .
证明。 
将运算符串联展开就足够了(24). 方程式(26)因为,对于任何固定的n个,方程中的级数展开式(25)当应用于次数多项式时,减少为有限和n个.

3.3. Genocchi多项式

Genocchi多项式由生成函数定义
G公司 ( t吨 , x个 ) = 2 t吨 e(电子) t吨 + 1 e(电子) x个 t吨 ,
以便
A类 ( t吨 ) = 2 t吨 e(电子) t吨 + 1 = k个 = 0 k个 t吨 k个 k个 ! , G公司 ( t吨 , x个 ) = k个 = 0 G公司 k个 ( x个 ) t吨 k个 k个 ! = k个 = 0 小时 = 0 k个 k个 小时 k个 小时 x个 小时 t吨 k个 k个 ! , G公司 k个 ( x个 ) = 小时 = 0 k个 k个 小时 k个 小时 x个 小时 ,
哪里 k个 是Genocchi数字。

微分方程 G公司 k个 ( x个 )

请注意,以下扩展保持不变:
t吨 A类 ( t吨 ) A类 ( t吨 ) = e(电子) t吨 t吨 e(电子) t吨 + 1 e(电子) t吨 + 1 = 1 t吨 e(电子) t吨 e(电子) t吨 + 1 = 1 1 2 t吨 + 1 2 n个 = 2 e(电子) n个 t吨 n个 + 1 n个 ! = = n个 = 0 d日 n个 t吨 n个 n个 ! ,
哪里 d日 0 = 1 , d日 1 = 1 / 2 、和 d日 k个 = e(电子) k个 / 2 , ( k个 2 ) .
Genocchi多项式的移位算子由下式给出
P(P) ^ = D类 x个 , M(M) ^ = e(电子) D类 x个 D类 x个 e(电子) D类 x个 + 1 D类 x个 ( e(电子) D类 x个 + 1 ) ,
所以Genocchi多项式满足微分方程
e(电子) D类 x个 D类 x个 e(电子) D类 x个 + 1 e(电子) D类 x个 + 1 + x个 D类 x个 G公司 n个 ( x个 ) = n个 G公司 n个 ( x个 ) .
因此,通过使用因子分解方法,我们发现
定理 4
Genocchi多项式 { G公司 n个 ( x个 ) } 满足微分方程
e(电子) D类 x个 D类 x个 e(电子) D类 x个 + 1 e(电子) D类 x个 + 1 + x个 D类 x个 G公司 n个 ( x个 ) = n个 G公司 n个 ( x个 ) ,
那就是
k个 = 0 d日 k个 k个 ! D类 x个 k个 + x个 D类 x个 G公司 n个 ( x个 ) = n个 G公司 n个 ( x个 ) ,
或者,以等效形式:
k个 = 0 n个 d日 k个 k个 ! D类 x个 k个 + x个 D类 x个 G公司 n个 ( x个 ) = n个 G公司 n个 ( x个 ) .
证明。 
将运算符串联展开就足够了(32). 方程式(34)因为,对于任何固定的n个,方程中的级数展开式(33)当应用于次数多项式时,减少为有限和n个.

3.4. Mittag–Leffler多项式

我们记得Mittag–Leffler多项式[21]是相关Sheffer多项式的特例,由生成函数定义
A类 ( t吨 ) = 1 , H(H) ( t吨 ) = 日志 1 + t吨 1 t吨 , G公司 ( t吨 , x个 ) = 1 + t吨 1 t吨 x个 = 经验 x个 日志 1 + t吨 1 t吨 = n个 = 0 M(M) n个 ( x个 ) t吨 n个 n个 ! .
因此,我们有
A类 ( t吨 ) A类 ( t吨 ) = 0 , H(H) ( t吨 ) = 2 1 t吨 2 , H(H) 1 ( t吨 ) = 如果 ( t吨 ) = e(电子) t吨 1 e(电子) t吨 + 1 ,
因此,对于Mittag-Leffer多项式,我们可以找到移位算子:
P(P) ^ = e(电子) D类 x个 1 e(电子) D类 x个 + 1 = 坦纳 D类 x个 2 , M(M) ^ = x个 ( e(电子) D类 x个 + 1 ) 2 2 e(电子) D类 x个 = x个 1 + 科什 ( D类 x个 ) .

3.5. 微分方程 M(M) n个 ( x个 )

在本案中,根据身份:
[ 1 + 科什 x个 ] 坦纳 x个 / 2 = 新几内亚 x个 ,
我们可以写
M(M) ^ P(P) ^ = x个 e(电子) 2 D类 x个 1 2 e(电子) D类 x个 = x个 新几内亚 ( D类 x个 ) ,
所以我们有了定理
定理 5
Mittag–Leffler多项式 { M(M) n个 ( x个 ) } 满足微分方程
x个 新几内亚 ( D类 x个 ) M(M) n个 ( x个 ) = n个 M(M) n个 ( x个 ) ,
那就是
x个 k个 = 0 D类 x个 2 k个 + 1 ( 2 k个 + 1 ) ! M(M) n个 ( x个 ) = n个 M(M) n个 ( x个 ) ,
x个 k个 = 0 n个 1 2 D类 x个 2 k个 + 1 ( 2 k个 + 1 ) ! M(M) n个 ( x个 ) = n个 M(M) n个 ( x个 ) ,
哪里 n个 1 2 表示不可分割的部分属于 ( n个 1 ) / 2 .
证明。 
将运算符串联展开就足够了(39). 方程式(41)因为,对于任何固定的n个,方程中的级数展开式(40)当应用于次数多项式时,减少为有限和n个.

4.非经典多项式微分方程

4.1. Euler型多项式

在这里,我们引入了一个与经典欧拉多项式相连的谢弗多项式集。
假设:
A类 ( t吨 ) = 1 科什 t吨 , H(H) ( t吨 ) = 新几内亚 t吨 ,
我们考虑欧拉型多项式 E类 ˜ n个 ( x个 ) ,由生成函数定义
G公司 ( t吨 , x个 ) = 1 科什 t吨 经验 x个 新几内亚 t吨 = k个 = 0 E类 ˜ k个 ( x个 ) t吨 k个 k个 ! .
请注意,欧拉数已恢复,因为我们有:
G公司 ( t吨 , 0 ) = 2 e(电子) t吨 + e(电子) t吨 = k个 = 0 E类 ˜ k个 ( 0 ) t吨 k个 k个 ! ,
以便 E类 ˜ n个 ( 0 ) = E类 n个 .
在下面的内容中,我们使用扩展
新几内亚 t吨 = k个 = 0 t吨 2 k个 + 1 ( 2 k个 + 1 ) ! = k个 = 0 1 + ( 1 ) k个 + 1 2 t吨 k个 k个 ! ,
科什 t吨 = k个 = 0 t吨 2 k个 ( 2 k个 ) ! = k个 = 0 1 + ( 1 ) k个 2 t吨 k个 k个 ! .
注意,在我们的例子中,我们处理的是Sheffer多项式集,因此,由于 ψ ( t吨 ) = e(电子) t吨 ,操作员 σ 由方程式定义(6)简单地简化为导数算子 D类 x个 此外,我们有:
A类 ( t吨 ) = 1 科什 t吨 , A类 ( t吨 ) A类 ( t吨 ) = 坦纳 t吨 , H(H) ( t吨 ) = 新几内亚 t吨 = k个 = 0 t吨 2 k个 + 1 ( 2 k个 + 1 ) ! , 小时 ˜ k个 = 1 + ( 1 ) k个 + 1 2 1 k个 ! , H(H) ( t吨 ) = 科什 t吨 , 如果 ( t吨 ) = H(H) 1 ( t吨 ) = 日志 ( t吨 + t吨 2 + 1 ) ,
这样我们就有了定理
定理 6
欧拉型多项式集 { E类 ˜ n个 ( x个 ) } 在算子的作用下是拟经济的
P(P) ^ = 日志 ( D类 x个 + D类 x个 2 + 1 ) , M(M) ^ = 坦纳 ( 第页 c(c) n个 小时 D类 x个 ) + x个 第页 c(c) n个 小时 D类 x个
(由 第页 c(c) n个 小时 t吨 = 日志 ( t吨 + t吨 2 + 1 ) , 我们表示函数的逆函数 新几内亚 t吨 )即。,
P(P) ^ = k个 = 0 ( 1 ) k个 ( 2 k个 ) ! 4 k个 ( k个 ! ) 2 ( 2 k个 + 1 ) D类 x个 2 k个 + 1 , M(M) ^ = D类 x个 1 + D类 x个 2 + x个 1 + D类 x个 2 = ( x个 D类 x个 2 D类 x个 + x个 ) ( 1 + D类 x个 2 ) 1 / 2 , M(M) ^ = ( x个 D类 x个 2 D类 x个 + x个 ) k个 = 0 1 / 2 k个 D类 x个 2 k个 .
上述级数的收敛性没有问题,因为当应用于多项式时,它们会减少为有限和。

4.2. 微分方程 E类 ˜ n个 ( x个 )

在本例中,我们有
定理 7
欧拉型多项式 { E类 ˜ n个 ( x个 ) } 满足微分方程
( x个 D类 x个 2 D类 x个 + x个 ) k个 = 0 1 / 2 k个 D类 x个 2 k个 k个 = 0 ( 1 ) k个 ( 2 k个 ) ! 4 k个 ( k个 ! ) 2 ( 2 k个 + 1 ) D类 x个 2 k个 + 1 E类 ˜ n个 ( x个 ) = n个 E类 ˜ n个 ( x个 ) ,
即。,
( x个 D类 x个 2 D类 x个 + x个 ) k个 = 0 n个 1 2 小时 = 0 k个 ( 1 ) 小时 1 / 2 k个 小时 ( 2 小时 ) ! 4 小时 ( 小时 ! ) 2 ( 2 小时 + 1 ) D类 x个 2 k个 + 1 E类 ˜ n个 ( x个 ) = n个 E类 ˜ n个 ( x个 ) .
注意,对于任何固定n,方程中级数展开的柯西积(49)减少为有限和,具有上限 n个 1 2 当它应用于n次多项式时,因为连续加数为零。
备注 1
前几个欧拉型多项式如下:
E类 ˜ 0 ( x个 ) = 1 , E类 ˜ 1 ( x个 ) = x个 , E类 ˜ 2 ( x个 ) = x个 2 1 , E类 ˜ ( x个 ) = x个 2 x个 , E类 ˜ 4 ( x个 ) = x个 4 2 x个 2 + 5 , E类 ˜ 5 ( x个 ) = x个 5 + 16 x个 , E类 ˜ 6 ( x个 ) = x个 6 + 5 x个 4 + 31 x个 2 61 , E类 ˜ 7 ( x个 ) = x个 7 + 14 x个 5 + 56 x个 272 x个 , E类 ˜ 8 ( x个 ) = x个 8 + 28 x个 6 + 126 x个 4 692 x个 2 + 1385 , E类 ˜ 9 ( x个 ) = x个 9 + 48 x个 7 + 336 x个 5 1280 x个 + 7936 x个 , E类 ˜ 10 ( x个 ) = x个 10 + 75 x个 8 + 882 x个 6 1490 x个 4 + 25,261 x个 2 50,521 .

5.Sheffer多项式序列的伴随性

根据上述考虑,Sheffer多项式由有序偶来表征 ( A类 ( t吨 ) , H(H) ( t吨 ) ) ,或由 ( ( t吨 ) , 如果 ( t吨 ) ) .
定义 1
通过交换有序偶来定义伴随Sheffer多项式 ( A类 ( t吨 ) , H(H) ( t吨 ) ) 具有 ( ( t吨 ) , 如果 ( t吨 ) ) ,在编写生成函数时。
这里和下面的波浪线多项式集合符号上方的“~”代表形容词伴随“(参见示例[4]).

5.1. 伴随Hahn多项式

假设:
A类 ( t吨 ) = t吨 , H(H) ( t吨 ) = 棕褐色的 t吨 ,
我们考虑伴随Hahn R(右) ˜ n个 ( x个 ) ,由生成函数定义
G公司 ( t吨 , x个 ) = t吨 经验 ( x个 棕褐色的 t吨 ) = n个 = 0 R(右) ˜ n个 ( x个 ) t吨 n个 n个 ! .
这是Sheffer系列。
我们有:
⏴====================================================================================== G公司 ⏴====================================================================================== x个 = 1 余弦 t吨 经验 ( x个 棕褐色的 t吨 ) = 1 余弦 t吨 G公司 ( t吨 , x个 ) .
注意,在这种情况下,我们有:
A类 ( t吨 ) = t吨 , H(H) ( t吨 ) = 棕褐色的 t吨 , H(H) ( t吨 ) = 2 t吨 , 如果 ( t吨 ) = H(H) 1 ( t吨 ) = 阿尔坦 t吨 , A类 ( t吨 ) A类 ( t吨 ) = 棕褐色的 t吨 ,
所以我们有了定理
定理 8
伴随Hahn多项式集 { R(右) ˜ n个 ( x个 ) } 在算子的作用下是拟经济的
P(P) ^ = 阿尔坦 D类 x个 , M(M) ^ = 棕褐色的 ( 阿尔坦 D类 x个 ) + x个 2 ( 阿尔坦 D类 x个 ) ,
即。,
P(P) ^ = 阿尔坦 D类 x个 = k个 = 0 ( 1 ) k个 2 k个 + 1 D类 x个 2 k个 + 1 , M(M) ^ = D类 x个 + x个 ( 1 + D类 x个 2 ) = x个 D类 x个 2 + D类 x个 + x个 .

5.2. 微分方程 R(右) ˜ n个 ( x个 )

在本例中,我们有
定理 9
Sheffer型伴随Hahn多项式 { R(右) ˜ n个 ( x个 ) } 满足微分方程
x个 D类 x个 2 + D类 x个 + x个 k个 = 0 n个 1 2 ( 1 ) k个 2 k个 + 1 D类 x个 2 k个 + 1 R(右) ˜ n个 ( x个 ) = n个 R(右) ˜ n个 ( x个 ) .
注意,对于任何固定的n个,在方程式中(55),出现有限和,具有上限 n个 1 2 ,而不是完全级数展开,因为当这个级数应用于一个多项式时n个,随后的加数为零。
备注 2
伴随哈恩多项式的前几个值如下:
R(右) ˜ 0 ( x个 ) = 1 , R(右) ˜ 1 ( x个 ) = x个 , R(右) ˜ 2 ( x个 ) = x个 2 + 1 , R(右) ˜ ( x个 ) = x个 + 5 x个 , R(右) ˜ 4 ( x个 ) = x个 4 + 14 x个 2 + 5 , R(右) ˜ 5 ( x个 ) = x个 5 + 30 x个 + 61 x个 , R(右) ˜ 6 ( x个 ) = x个 6 + 55 x个 4 + 331 x个 2 + 61 , R(右) ˜ 7 ( x个 ) = x个 7 + 91 x个 5 + 1221 x个 + 1385 x个 , R(右) ˜ 8 ( x个 ) = x个 8 + 140 x个 6 + 3486 x个 4 + 12,284 x个 2 + 1385 , R(右) ˜ 9 ( x个 ) = x个 9 + 204 x个 7 + 8526 x个 5 + 68,060 x个 + 50,521 x个 , R(右) ˜ 10 ( x个 ) = x个 10 + 285 x个 8 + 18,522 x个 6 + 281,210 x个 4 + 663,061 x个 2 + 50,521 ,
备注 三。
伴随哈恩数表
R(右) ˜ 0 ( 0 ) = 1 R(右) ˜ 1 ( 0 ) = 0 R(右) ˜ 2 ( 0 ) = 1 , R(右) ˜ ( 0 ) = 0 R(右) ˜ 4 ( 0 ) = 5 R(右) ˜ 2 k个 + 1 ( 0 ) = 0 , k个 2 , R(右) ˜ 6 ( 0 ) = 61 R(右) ˜ 8 ( 0 ) = 1385 R(右) ˜ 10 ( 0 ) = 50,521 .
请注意 { 1 , 1 , 5 , 61 , 1385 , 50 , 521 , } 出现在整数序列百科全书中[22]在#A000364-Euler(或正割数)下: ( n个 ) =向下排列的数量 [ 2 n个 ] .
例子 1
( 2 ) =5计数4231、4132、3241、3142、2143David Callan,2011年11月21日。

5.3. 第二类伴随Bernoulli多项式

假设
A类 ( t吨 ) = t吨 e(电子) t吨 1 , H(H) ( t吨 ) = e(电子) t吨 1 ,
我们考虑第二类伴随伯努利多项式 { b ˜ k个 ( x个 ) } ,由生成函数定义
G公司 ( t吨 , x个 ) = t吨 e(电子) t吨 1 经验 x个 ( e(电子) t吨 1 ) = k个 = 0 b ˜ k个 ( x个 ) t吨 k个 k个 ! .
注意,在我们的例子中,我们处理的是Sheffer多项式集,因此,由于 ψ ( t吨 ) = e(电子) t吨 ,操作员 σ 由方程式定义(6)简单地简化为导数算子 D类 x个 此外,我们还有
A类 ( t吨 ) = t吨 e(电子) t吨 1 , H(H) ( t吨 ) = e(电子) t吨 1 = k个 = 1 t吨 k个 k个 ! , 小时 ˜ k个 = 1 / ( k个 + 1 ) ! ,
H(H) ( t吨 ) = e(电子) t吨 , 如果 ( t吨 ) = H(H) 1 ( t吨 ) = 日志 ( t吨 + 1 ) ,
A类 ( t吨 ) A类 ( t吨 ) = e(电子) t吨 t吨 e(电子) t吨 1 t吨 ( e(电子) t吨 1 ) = 1 t吨 1 e(电子) t吨 1 1 .
所以我们有了定理
定理 10
第二类伴随伯努利多项式 { b ˜ n个 ( x个 ) } 是算子作用下的拟多项式
P(P) ^ = 日志 ( D类 x个 + 1 ) , M(M) ^ = 1 日志 ( D类 x个 + 1 ) 1 D类 x个 1 + x个 ( D类 x个 + 1 ) ,
那就是
P(P) ^ = 日志 ( D类 x个 + 1 ) = k个 = 1 ( 1 ) k个 + 1 k个 D类 x个 k个 , M(M) ^ = 1 日志 ( D类 x个 + 1 ) + x个 1 D类 x个 ( D类 x个 + 1 ) .

5.4. 微分方程 b ˜ n个 ( x个 )

在目前的情况下,我们
M(M) ^ P(P) ^ = 1 + x个 1 D类 x个 ( D类 x个 + 1 ) 日志 ( D类 x个 + 1 ) ,
所以我们有了定理
定理 11
第二类伴随伯努利多项式 { b ˜ n个 ( x个 ) } 满足微分方程
1 + x个 1 D类 x个 ( D类 x个 + 1 ) 日志 ( D类 x个 + 1 ) b ˜ n个 ( x个 ) = n个 b ˜ n个 ( x个 ) ,
那就是
1 + ( x个 D类 x个 1 ) ( D类 x个 + 1 ) k个 = 0 n个 ( 1 ) k个 k个 + 1 D类 x个 k个 b ˜ n个 ( x个 ) = n个 b ˜ n个 ( x个 ) ,
因为,对于任何固定的n,方程中的级数展开(61)当它被应用于n次多项式时,可简化为有限和。
注意,在这种情况下,由于操作员在场 D类 x个 1 ,有必要考虑按顺序衍生 n个 + 1 .
备注 4
第二类伴随伯努利多项式的前几个值如下:
b ˜ 0 ( x个 ) = 1 , b ˜ 1 ( x个 ) = x个 1 2 , b ˜ 2 ( x个 ) = x个 2 + 1 6 , b ˜ ( x个 ) = x个 + 2 x个 2 , b ˜ 4 ( x个 ) = x个 4 + 4 x个 + 2 x个 2 1 30 , b ˜ 5 ( x个 ) = x个 5 + 15 2 x个 4 + 35 x个 + 5 2 x个 2 , b ˜ 6 ( x个 ) = x个 6 + 12 x个 5 + 75 2 x个 4 + 30 x个 + x个 2 + 1 42 , b ˜ 8 ( x个 ) = x个 8 + 24 x个 7 + 560 x个 6 + 560 x个 5 + 602 x个 4 + 168 x个 + 4 x个 2 1 30 , b ˜ 10 ( x个 ) = x个 10 + 40 x个 9 + 1155 2 x个 8 + 3780 x个 7 + 11,585 x个 6 + 15,540 x个 5 + 15,125 2 x个 4 + 850 x个 + + 5 x个 2 + 5 66 b ˜ 12 ( x个 ) = x个 12 + 60 x个 11 + 1386 x个 10 + 15,840 x个 9 + 191,961 2 x个 8 + 307,692 x个 7 + 493,460 x个 6 + + 349,800 x个 5 + 85,503 x个 4 + 4092 x个 + 6 x个 2 691 2730
请注意,对于 x个 = 0 生成函数变为
G公司 ( t吨 , 0 ) = t吨 e(电子) t吨 1 = n个 = 0 b ˜ n个 ( 0 ) t吨 n个 n个 ! ,
以便 b ˜ n个 ( 0 ) = B类 n个 ,即n个第个经典伯努利数。

6.结论

在这篇调查文章中,已经证明了一些多项式集对Sheffer类的共同归属允许以统一的方式构造它们所验证的微分方程。这是因为可以根据G.Dattoli和Y.Ben Cheikh的一般结果构造他们的移位运算符。
以这种方式导出的方程通常是无限级的,但当它们应用于所考虑的集合的多项式时,它们会简化为有限级方程。这意味着方程的阶数随多项式阶数的增加而增加,这与他们验证的递归阶数所发生的情况类似。
经典多项式和其他多项式,即所谓的关联Sheffer多项式,都已经过检验。事实上,已经证明,对于Sheffer类的多项式,微分方程采用与单项式原理相联系的简单而通用的方法,从其生成函数的基本元素构造而来。

基金

这项研究没有得到外部资助。

利益冲突

作者声明没有利益冲突。

工具书类

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分享和引用

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芝加哥/图拉宾风格

保罗·埃米利奥·里奇。2019.“经典和非经典多项式集的微分方程:综述”公理8,2号:50。https://doi.org/10.3390/axioms8020050

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