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


q-Binomial Coefficient  
  
1415   07:06 مساءً   date: 26-8-2019
Author : Gasper, G. and Rahman, M
Book or Source : Basic Hypergeometric Series. Cambridge, England: Cambridge University Press, 1990. Kac, V. Cheung, P. Quantum Calculus. New York:Springer-Verlag,...
Page and Part : ...


Read More
Date: 25-3-2019 1188
Date: 18-9-2019 1571
Date: 15-6-2019 1027

q-Binomial Coefficient

 

The q-binomial coefficient is a q-analog for the binomial coefficient, also called a Gaussian coefficient or a Gaussian polynomial. A q-binomial coefficient is given by

 [n; m]_q=((q)_n)/((q)_m(q)_(n-m))=product_(i=0)^(m-1)(1-q^(n-i))/(1-q^(i+1)),

(1)

where

 (q)_k=product_(m=1)^infty(1-q^m)/(1-q^(k+m))

(2)

is a q-series (Koepf 1998, p. 26). For k,n in N,

 [n; k]_q=([n]_q!)/([k]_q![n-k]_q!),

(3)

where [n]_q! is a q-factorial (Koepf 1998, p. 30). The q-binomial coefficient can also be defined in terms of the q-brackets [k]_q by

 [n; k]_q={product_(i=1)^(k)([n-i+1]_q)/([i]_q)   for 0<=k<=n; 0   otherwise.

(4)

The q-binomial is implemented in the Wolfram Language as QBinomial[nmq].

For q->1^-, the q-binomial coefficients turn into the usual binomial coefficient.

The special case

 [n]_q=[n; 1]_q=(1-q^n)/(1-q)

(5)

is sometimes known as the q-bracket.

The q-binomial coefficient satisfies the recurrence equation

 [n+1; k]_q=q^k[n; k]_q+[n; k-1]_q,

(6)

for all n>=1 and 1<=k<=n, so every q-binomial coefficient is a polynomial in q. The first few q-binomial coefficients are

[2; 1]_q = (1-q^2)/(1-q)=1+q

(7)

[3; 1]_q = [3; 2]_q=(1-q^3)/(1-q)=1+q+q^2

(8)

[4; 1]_q = [4; 3]_q=(1-q^4)/(1-q)=1+q+q^2+q^3

(9)

[4; 2]_q = ((1-q^3)(1-q^4))/((1-q)(1-q^2))=1+q+2q^2+q^3+q^4.

(10)

From the definition, it follows that

 [n; 1]_q=[n; n-1]_q=sum_(i=0)^(n-1)q^i.

(11)

Additional identities include

([n+1; k+1]_q)/([n; k+1]_q) = (1-q^(n+1))/(1-q^(n-k))

(12)

([n+1; k+1]_q)/([n+1; k]_q) = (1-q^(n-k+1))/(1-q^(k+1)).

(13)

The q-binomial coefficient [n; m]_q can be constructed by building all m-subsets of {1,2,...,n}, summing the elements of each subset, and taking the sum

 [n; m]_q=sum_(i)q^(s_i-m(m+1)/2)

(14)

over all subset-sums s_i (Kac and Cheung 2001, p. 19).

qBinomial

The q-binomial coefficient [m+n; m]_q can also be interpreted as a polynomial in q whose coefficient q^k counts the number of distinct partitions of k elements which fit inside an m×n rectangle. For example, the partitions of 1, 2, 3, and 4 are given in the following table.

n partitions
0 {}
1 {{1}}
2 {{2},{1,1}}
3 {{3},{2,1},{1,1,1}}
4 {{4},{3,1},{2,2},{2,1,1},{1,1,1,1}}

Of these, {}{1}{2}{1,1}{2,1}, and {2,2} fit inside a 2×2 box. The counts of these having 0, 1, 2, 3, and 4 elements are 1, 1, 2, 1, and 1, so the (4, 2)-binomial coefficient is given by

 [4; 2]_q=1+q+2q^2+q^3+q^4,

(15)

as above.


REFERENCES:

Gasper, G. and Rahman, M. Basic Hypergeometric Series. Cambridge, England: Cambridge University Press, 1990.

Kac, V. Cheung, P. Quantum Calculus. New York:Springer-Verlag, 2001.

Koekoek, R. and Swarttouw, R. F. "The q-Gamma Function and the q-Binomial Coefficient." §0.3 in The Askey-Scheme of Hypergeometric Orthogonal Polynomials and its q-Analogue. Delft, Netherlands: Technische Universiteit Delft, Faculty of Technical Mathematics and Informatics Report 98-17, pp. 10-11, 1998.

Koepf, W. Hypergeometric Summation: An Algorithmic Approach to Summation and Special Function Identities. Braunschweig, Germany: Vieweg, p. 26, 1998.a




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.