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关于勒让德多项式平方生成函数的超椭圆传奇

数论 2025-09-03 v4 代数几何 经典分析与常微分方程 组合数学

摘要

我们将勒让德多项式平方的生成函数 n=0(2nn)Pn(y)2zn\sum_{n=0}^\infty\binom{2n}nP_n(y)^2z^n 分解为超椭圆曲线周期的乘积。这些周期满足一族二阶\textit{二阶}微分方程。这是极不寻常的,因为对于亏格 2,预期的阶是\textit{四}。这些二阶方程是算术的,然而令人惊讶的是,它们的单值群在 SL2(R)\operatorname{SL}_2(\mathbb{R}) 中稠密。这表明它们无法用超几何函数求解,这对于定义在\textit{定义在} Q\mathbb{Q} 上的算术二阶微分方程以及此类方程的一族\textit{一族}而言都是新颖的。我们以构造类似例子的配方补充了分析。Maple 对本文的支持见 https://www.math.fsu.edu/~hoeij/saga/。

关键词

引用

@article{arxiv.2306.04921,
  title  = {A hyperelliptic saga on a generating function of the squares of Legendre polynomials},
  author = {Mark van Hoeij and Duco van Straten and Wadim Zudilin},
  journal= {arXiv preprint arXiv:2306.04921},
  year   = {2025}
}

备注

$3^3$ pages, $2^3$ figures; v4: final version accepted for publication