Báo cáo toán học: Automated Proofs for Some Stirling Number Identities
Thông tin tài liệu:
Nội dung trích xuất từ tài liệu:
Báo cáo toán học: "Automated Proofs for Some Stirling Number Identities"Automated Proofs for Some Stirling Number Identities Manuel Kauers∗ and Carsten Schneider† Research Institute for Symbolic Computation Johannes Kepler University Altenbergerstraße 69 A4040 Linz, Austria Submitted: Sep 1, 2007; Accepted: Dec 4, 2007; Published: Jan 1, 2008 Mathematics Subject Classification: 68W30 Abstract We present computer-generated proofs for some summation identities for (q -)Stir- ling and (q -)Eulerian numbers that were obtained by combining a recent summation algorithm for Stirling number identities with a recurrence solver for difference fields.1 IntroductionIn a recent article [5], summation algorithms for a new class of sequences defined by certaintypes of triangular recurrence equations are given. With these algorithms it is possible tocompute recurrences in n and m for sums of the form n F (m, n) = h(m, n, k )S (n, k ) k =0where h(m, n, k ) is a hypergeometric term and S (n, k ) are, e.g., Stirling numbers or Eule-rian numbers. Recall that these may be defined via S1 (n, k ) = S1 (n − 1, k − 1) − (n − 1)S1 (n − 1, k ) S1 (0, k ) = δ0,k , (1) S2 (n, k ) = S2 (n − 1, k − 1) + kS2 (n − 1, k ) S2 (0, k ) = δ0,k , (2) E1 (n, k ) = (n − k )E1 (n − 1, k − 1) + (k + 1)E1 (n − 1, k ) E1 (0, k ) = δ0,k . (3) ∗ mkauers@risc.uni-linz.ac.at; Partially supported by FWF grants SFB F1305 and P16613-N12 † cschneid@risc.uni-linz.ac.at; Partially supported by FWF grants SFB F1305.Part of this work was done while the two authors were attending the Trimestre on methods of proof theoryin mathematics at the Max-Planck-Institute for Mathematics, Bonn, Germany. 1the electronic journal of combinatorics 15 (2008), #R2The original algorithms exploit hypergeometric creative telescoping [9]. More generally,the algorithms can be extended to work for any sequence h(m, n, k ) that can be rephrasedin a difference field in which one can solve creative telescoping problems. Since suchproblems can be solved in Karr’s ΠΣ-fields [3, 8], we can allow for h(m, n, k ) any indefinitelynested sum or product expression, such as (q -)hypergeometric terms, harmonic numbersHk = k=1 1 , etc. Moreover, S (n, k ) may satisfy any triangular recurrence of the form i i S (n, k ) = a1 (n, k )S (n + α, k + β ) + a2 (n, k )S (n + γ, k + δ ) (4)with α, β, γ, δ ∈ Z and α γ = ±1 and coefficients a1 (n, k ) and a2 (n, k ) that can be defined βδby any indefinite nested sum or product over k . In connection with creative telescoping inΠΣ-fields, the algorithms of [5] directly extend to this more general class of summands. Given a summand f (m, n, k ) = h(m, n, k )S (n, k ) as specified above and given a finiteset of pairs S ⊆ Z2 , the algorithms construct, if possible, expressions ci,j (m, n), free of k ,and g (m, n, k ) such that the creative telescoping equation ci,j (m, n)f (m + i, n + j, k ) = g (m, n, k + 1) − g (m, n, k ) (5) (i,j )∈Sholds and can be independently verified by simple arithmetic. Summing (5) over the summation range leads to a recurrence relation, not necessarilyhomogeneous, of the form ci,j (m, n)F (m + i, n + j ) = d(m, n). (6) (i,j )∈SThe validity of this recurrence follows, similar to the hypergeometric setting [6], from (5),but is typically not obvious if (5) is not available. Therefore, g (m, n, k ) (the only informa-tion contained in (5) but not in (6)) is called the certificate of the recurrence. In the following section, we give a detailed example for proving a Stirling numberidentity involving harmonic numbers in this way. A collection of further identities aboutq -Stirling numbers that can be proven analogously is given afterwards.2 A Detailed ExampleConsider the sum m m Hm−k (m − k )!(−1)m−k+1 F (m, n) = S1 (k − 1, n) . k−1 k =1 ...
Tìm kiếm theo từ khóa liên quan:
tài liệu báo cáo nghiên cứu khoa học cách trình bày báo cáo kiến thức toán học báo cáo toán học công trình toán họcGợi ý tài liệu liên quan:
-
HƯỚNG DẪN THỰC TẬP VÀ VIẾT BÁO CÁO THỰC TẬP TỐT NGHIỆP
18 trang 358 0 0 -
Hướng dẫn thực tập tốt nghiệp dành cho sinh viên đại học Ngành quản trị kinh doanh
20 trang 235 0 0 -
Đồ án: Nhà máy thủy điện Vĩnh Sơn - Bình Định
54 trang 222 0 0 -
23 trang 207 0 0
-
40 trang 200 0 0
-
Báo cáo môn học vi xử lý: Khai thác phần mềm Proteus trong mô phỏng điều khiển
33 trang 184 0 0 -
BÁO CÁO IPM: MÔ HÌNH '1 PHẢI 5 GIẢM' - HIỆN TRẠNG VÀ KHUYNH HƯỚNG PHÁT TRIỂN
33 trang 179 0 0 -
8 trang 177 0 0
-
Tiểu luận Nội dung và bản ý nghĩa di chúc của Chủ tịch Hồ Chí Minh
22 trang 169 0 0 -
8 trang 159 0 0
-
Chuyên đề mạng máy tính: Tìm hiểu và Cài đặt Group Policy trên windows sever 2008
18 trang 156 0 0 -
Báo cáo đề tài: Chất chống Oxy hóa trong thực phẩm
19 trang 154 0 0 -
Thuyết trình môn kiến trúc máy tính: CPU
20 trang 148 0 0 -
Báo cáo nghiên cứu khoa học: Về một mô hình bài toán quy hoạch ngẫu nhiên
8 trang 144 0 0 -
Báo cáo Các loại cáp được sử dụng phổ biến trong viễn thông
25 trang 133 0 0 -
Tiểu luận: Tư tưởng Hồ Chí Minh với vấn đề đại đoàn kết dân tộc
14 trang 130 0 0 -
Báo cáo khoa học: TÍNH TOÁN LÚN BỀ MẶT GÂY RA BỞI THI CÔNG CÔNG TRÌNH NGẦM THEO CÔNG NGHỆ KÍCH ĐẨY
8 trang 127 0 0 -
Báo cáo tiểu luận công nghệ môi trường: Thuế ô nhiễm
18 trang 123 0 0 -
6 trang 109 0 0
-
6 trang 109 1 0