艾森斯坦級數

艾森斯坦級數

在數學中,艾森斯坦級數是一類可直接表成級數的模形式,由費迪南·艾森斯坦首創。對於一般的約化群羅伯特·朗蘭茲也發展了相應的理論。

模群的艾森斯坦級數


固定整數,對上半平面上的複數,定義艾森斯坦級數 為:
此級數是上半平面上的全純函數,此外它更是模群 的權 模形式。換言之,若 滿足,則

遞迴關係


模形式理論中的一個基本事實是:模群 的模形式俱可表為 與 的多項式。作為特例,以下說明如何將艾森斯坦級數遞迴地表成 的多項式。
置,遂有下述關係式:
艾森斯坦級數
艾森斯坦級數
在此 是二項式係數而。
函數 可以表示魏爾斯特拉斯 函數:

傅立葉展開


置,由於艾森斯坦級數是模群的模形式,故有傅立葉展開式:
其中的傅立葉係數 是
此處的 是伯努利數,是黎曼ζ函數,而 是n的正因數的p次冪和。
當,對q之和亦可化成蘭伯特級數
有時也會考慮常數項等於一的艾森斯坦級數:

拉馬努金公式

拉馬努金給出了許多有趣的艾森斯坦級數關係式,定義:
則有: