المرجع الالكتروني للمعلوماتية
المرجع الألكتروني للمعلوماتية

الرياضيات
عدد المواضيع في هذا القسم 9761 موضوعاً
تاريخ الرياضيات
الرياضيات المتقطعة
الجبر
الهندسة
المعادلات التفاضلية و التكاملية
التحليل
علماء الرياضيات

Untitled Document
أبحث عن شيء أخر
غزوة الحديبية والهدنة بين النبي وقريش
2024-11-01
بعد الحديبية افتروا على النبي « صلى الله عليه وآله » أنه سحر
2024-11-01
المستغفرون بالاسحار
2024-11-01
المرابطة في انتظار الفرج
2024-11-01
النضوج الجنسي للماشية sexual maturity
2024-11-01
المخرجون من ديارهم في سبيل الله
2024-11-01

Elementary semantic properties of verbs
2024-08-12
Bootstrap Percolation
21-8-2021
{يدبر الامر يفصل الآيات}
2024-07-22
المولى محمد جعفر الاسترآبادي الطهراني.
28-1-2018
هل من الحشرات ما يحفر في الثمار؟
24-3-2021
الهرطمان العادي والعلفي Vetches
2023-06-05

Wilf-Zeilberger Pair  
  
2070   04:53 مساءً   date: 22-6-2019
Author : Amdeberhan, T. and Zeilberger, D.
Book or Source : "Hypergeometric Series Acceleration via the WZ Method." Electronic J.
Page and Part : ...


Read More
Date: 21-8-2018 1309
Date: 21-8-2018 1118
Date: 21-5-2019 1776

Wilf-Zeilberger Pair

A pair of closed form functions (F,G) is said to be a Wilf-Zeilberger pair if

 F(n+1,k)-F(n,k)=G(n,k+1)-G(n,k).

(1)

The Wilf-Zeilberger formalism provides succinct proofs of known identities and allows new identities to be discovered whenever it succeeds in finding a proof certificate for a known identity. However, if the starting point is an unknown hypergeometric sum, then the Wilf-Zeilberger method cannot discover a closed form solution, while Zeilberger's algorithm can.

Wilf-Zeilberger pairs are very useful in proving hypergeometric identities of the form

 sum_(k)t(n,k)=rhs(n)

(2)

for which the addend t(n,k) vanishes for all k outside some finite interval. Now divide by the right-hand side to obtain

 sum_(k)F(n,k)=1,

(3)

where

 F(n,k)=(t(n,k))/(rhs(n)).

(4)

Now use a rational function R(n,k) provided by Zeilberger's algorithm, define

 G(n,k)=R(n,k)F(n,k).

(5)

The identity (◇) then results. Summing the relation over all integers then telescopes the right side to 0, giving

 sum_(k)F(n+1,k)=sum_(k)F(n,k).

(6)

Therefore, sum_(k)F(n,k) is independent of n, and so must be a constant. If F is properly normalized, then it will be true that sum_(k)F(0,k)=1.

For example, consider the binomial coefficient identity

 sum_(k=0)^n(n; k)=2^n,

(7)

the function R(n,k) returned by Zeilberger's algorithm is

 R(n,k)=k/(2(k-n-1)).

(8)

Therefore,

 F(n,k)=(n; k)2^(-n)

(9)

and

G(n,k) = R(n,k)F(n,k)

(10)

= k/(2(k-n-1))(n; k)2^(-n)

(11)

= -(kn!2^(-n))/(2(n+1-k)k!(n-k)!)

(12)

= -(n; k-1)2^(-n-1).

(13)

Taking

 F(n+1,k)-F(n,k)=G(n,k+1)-G(n,k)

(14)

then gives the alleged identity

 (n+1; k)2^(-n-1)-(n; k)2^(-n)=-(n; k)2^(-n-1)+(n; k-1)2^(-n-1)?

(15)

Expanding and evaluating shows that the identity does actually hold, and it can also be verified that

 F(0,k)=(0; k)={1   for k=0; 0   otherwise,

(16)

so sum_(k)F(0,k)=1 (Petkovšek et al. 1996, pp. 25-27).

For any Wilf-Zeilberger pair (F,G),

 sum_(n=0)^inftyG(n,0)=sum_(n=1)^infty[F(n,n-1)+G(n-1,n-1)]

(17)

whenever either side converges (Zeilberger 1993). In addition,

 sum_(n=0)^inftyG(n,0)=sum_(n=0)^infty[F(s(n+1),n)+sum_(i=0)^(s-1)G(sn+i,n)] 
 -lim_(n->infty)sum_(k=0)^(n-1)F(sn,k)

(18)

 sum_(k=0)^inftyF(0,k)=sum_(n=0)^inftyG(n,0)-lim_(k->infty)sum_(n=0)^kG(n,k),

(19)

and

 sum_(n=0)^inftyG(n,0)=sum_(n=0)^infty[sum_(j=0)^(t-1)F(s(n+1),tn+j)+sum_(i=0)^(s-1)G(sn+i,tn)]-lim_(n->infty)sum_(k=0)^(n-1)F_(s,t)(n,k),

(20)

where

F_(s,t)(n,k) = sum_(j=0)^(t-1)F(sn,tk+j)

(21)

G_(s,t)(n,k) = sum_(i=0)^(s-1)G(sn+i,tk)

(22)

(Amdeberhan and Zeilberger 1997). The latter identity has been used to compute Apéry's constant to a large number of decimal places (Wedeniwski).


REFERENCES:

Amdeberhan, T. and Zeilberger, D. "Hypergeometric Series Acceleration via the WZ Method." Electronic J. Combinatorics 4, No. 2, R3, 1-3, 1997. http://www.combinatorics.org/Volume_4/Abstracts/v4i2r3.html. Also available at http://www.math.temple.edu/~zeilberg/mamarim/mamarimhtml/accel.html.

Bailey, D. H.; Borwein, J. M.; Calkin, N. J.; Girgensohn, R.; Luke, D. R.; and Moll, V. H. "The Wilf-Zeilberger Algorithm." §3.1 in Experimental Mathematics in Action. Wellesley, MA: A K Peters, pp. 53-55, 2007.

Cipra, B. A. "How the Grinch Stole Mathematics." Science 245, 595, 1989.

Koepf, W. "Algorithms for m-fold Hypergeometric Summation." J. Symb. Comput. 20, 399-417, 1995.

Koepf, W. "The Wilf-Zeilberger Method." Ch. 6 in Hypergeometric Summation: An Algorithmic Approach to Summation and Special Function Identities. Braunschweig, Germany: Vieweg, pp. 80-92, 1998.

Petkovšek, M.; Wilf, H. S.; and Zeilberger, D. "The WZ Phenomenon." Ch. 7 in A=B. Wellesley, MA: A K Peters, pp. 121-140, 1996. http://www.cis.upenn.edu/~wilf/AeqB.html.

Wedeniwski, S. "128000026 Digits of Zeta(3)." http://pi.lacim.uqam.ca/eng/records_en.html.

Wilf, H. S. and Zeilberger, D. "Rational Functions Certify Combinatorial Identities." J. Amer. Math. Soc. 3, 147-158, 1990.

Zeilberger, D. "The Method of Creative Telescoping." J. Symb. Comput. 11, 195-204, 1991.

Zeilberger, D. "Closed Form (Pun Intended!)." Contemporary Math. 143, 579-607, 1993.




الجبر أحد الفروع الرئيسية في الرياضيات، حيث إن التمكن من الرياضيات يعتمد على الفهم السليم للجبر. ويستخدم المهندسون والعلماء الجبر يومياً، وتعول المشاريع التجارية والصناعية على الجبر لحل الكثير من المعضلات التي تتعرض لها. ونظراً لأهمية الجبر في الحياة العصرية فإنه يدرّس في المدارس والجامعات في جميع أنحاء العالم. ويُعجب الكثير من الدارسين للجبر بقدرته وفائدته الكبيرتين، إذ باستخدام الجبر يمكن للمرء أن يحل كثيرًا من المسائل التي يتعذر حلها باستخدام الحساب فقط.وجاء اسمه من كتاب عالم الرياضيات والفلك والرحالة محمد بن موسى الخورازمي.


يعتبر علم المثلثات Trigonometry علماً عربياً ، فرياضيو العرب فضلوا علم المثلثات عن علم الفلك كأنهما علمين متداخلين ، ونظموه تنظيماً فيه لكثير من الدقة ، وقد كان اليونان يستعملون وتر CORDE ضعف القوسي قياس الزوايا ، فاستعاض رياضيو العرب عن الوتر بالجيب SINUS فأنت هذه الاستعاضة إلى تسهيل كثير من الاعمال الرياضية.

تعتبر المعادلات التفاضلية خير وسيلة لوصف معظم المـسائل الهندسـية والرياضـية والعلمية على حد سواء، إذ يتضح ذلك جليا في وصف عمليات انتقال الحرارة، جريان الموائـع، الحركة الموجية، الدوائر الإلكترونية فضلاً عن استخدامها في مسائل الهياكل الإنشائية والوصف الرياضي للتفاعلات الكيميائية.
ففي في الرياضيات, يطلق اسم المعادلات التفاضلية على المعادلات التي تحوي مشتقات و تفاضلات لبعض الدوال الرياضية و تظهر فيها بشكل متغيرات المعادلة . و يكون الهدف من حل هذه المعادلات هو إيجاد هذه الدوال الرياضية التي تحقق مشتقات هذه المعادلات.