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やノートページでの議論にご協力ください。数学において、一般化された超幾何関数(いっぱんかされたちょうきかかんすう、英: generalized hypergeometric function)は、一般に r F s [ a 1 , a 2 , … , a r b 1 , b 2 , … , b s ; z ] := ∑ n = 0 ∞ ( a 1 ) n ( a 2 ) n ⋯ ( a r ) n ( b 1 ) n ( b 2 ) n ⋯ ( b s ) n z n n ! {\displaystyle _{r}F_{s}\left[{\begin{matrix}a_{1},a_{2},\dotsc ,a_{r}\\b_{1},b_{2},\dotsc ,b_{s}\end{matrix}};z\right]:=\sum _{n=0}^{\infty }{\frac {(a_{1})_{n}(a_{2})_{n}\dotsb (a_{r})_{n}}{(b_{1})_{n}(b_{2})_{n}\dotsb (b_{s})_{n}}}{\frac {z^{n}}{n!}}}
の形式で表される級数である[1]。ただし、 ( x ) 0 := 1 , ( x ) n := ∏ k = 0 n − 1 ( x + k ) {\displaystyle {\begin{aligned}(x)_{0}&:=1,\\(x)_{n}&:=\prod _{k=0}^{n-1}(x+k)\\\end{aligned}}}
はポッホハマー記号である。
F ( a , b ; c ; z ) := 2 F 1 [ a , b c ; z ] = ∑ n = 0 ∞ ( a ) n ( b ) n ( c ) n z n n ! {\displaystyle F(a,b;c;z):={_{2}F_{1}}\left[{\begin{matrix}a,b\\c\end{matrix}};z\right]=\sum _{n=0}^{\infty }{\frac {(a)_{n}(b)_{n}}{(c)_{n}}}{\frac {z^{n}}{n!}}} を単に超幾何級数という[2][3][4]。なお、厳密にいうと、右辺の級数が超幾何級数であり、左辺の記号は原点の近傍で絶対収束する冪級数の和とそれから解析接続によって定義される解析関数としての超幾何関数を表すものである。 級数 ∑ n = 0 ∞ t n {\displaystyle \textstyle \sum _{n=0}^{\infty }t_{n}} の連続する項の比が n の有理関数であるとき、これを超幾何級数(hypergeometric series)という[5]。慣習的にはあらかじめ初項を括り出しておき、定義に t0 = 1 も含め正規化する。定義から t n + 1 t n = P ( n ) Q ( n ) {\displaystyle {\frac {t_{n+1}}{t_{n}}}={\frac {P(n)}{Q(n)}}}
r + 1 F r {\displaystyle _{r+1}F_{r}} 型超幾何級数
r + 1 F r [ α 0 , α 1 , … , α r β 1 , … , β r ; x ] = ∑ k = 0 ∞ ( α 0 ) k ( α 1 ) k ⋯ ( α r ) k ( 1 ) k ( β 1 ) k ⋯ ( β r ) k x k {\displaystyle _{r+1}F_{r}\left[{\begin{matrix}\alpha _{0},\alpha _{1},\dotsc ,\alpha _{r}\\\beta _{1},\dotsc ,\beta _{r}\end{matrix}};x\right]=\sum _{k=0}^{\infty }{\frac {(\alpha _{0})_{k}(\alpha _{1})_{k}\dotsb (\alpha _{r})_{k}}{(1)_{k}(\beta _{1})_{k}\dotsb (\beta _{r})_{k}}}{x^{k}}}
ガウスの超幾何関数
超幾何級数