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수학노트
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<h5>간단한 소개</h5>
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==개요==
  
* (무한)수열을 함수 하나 안에 쑤셔 넣은(!) 것. 수열을 다루기가 굉장히 편해진다.
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* 생성함수(generating function)
* 수열 에 대한 생성함수(generating function) <br> (생성함수가 수렴하지 않을 때도 있지만, 수렴하는 경우에만 다룬다고 생각하도록.)<br>
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* [[수열]]<math>\{a_n\}</math>에 대한 정보를 담는 멱급수
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* 다양한 종류의 생성함수가 있으며 수열의 성질에 따라 적합한 종류의 생성함수를 이용한다
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* [[해석적정수론]]의 중요한 아이디어
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* 수열이라는 이산적인 대상을, 미적분학이라는 연속적인 개념을 이용하는 도구를 통해 다룰수 있게 해줌.
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* [[L-함수, 제타함수와 디리클레 급수]]로 생성함수의 일종으로 이해할 수 있음
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* 확률론에서 확률변수를 다루는데 유용한 도구
  
 
 
  
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<h5>관련된 학부 과목과 미리 알고 있으면 좋은 것들</h5>
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==생성함수==
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* 수열 <math>\{a_n\}</math>이 주어진 경우, 다음과 같은 멱급수함수를 하나 만든다. (유한수열인 경우에는 다항식)
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:<math>G(x)= a_0 + a_1 x + a_2 x^2 + \cdots + a_n x^n + \cdots</math>
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* [[분할수의 생성함수(오일러 함수)]]:<math>\sum_{n=0}^\infty p(n)q^n = \prod_{n=1}^\infty \frac {1}{1-q^n} = \prod_{n=1}^\infty (1-q^n)^{-1} </math>
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* 분할수를 [[데데킨트 에타함수]]의 성질을 통하여 이해할 수 있게 된다
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==지수생성함수==
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* 수열 <math>\{a_n\}</math>이 주어진 경우, 다음과 같은 멱급수함수를 지수생성함수라 한다
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:<math>EG(x)=\sum _{n=0}^{\infty} \frac{a_n}{n!}x^n</math>
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* [[베르누이 수]]의 생성함수:<math>\sum_{n=0}^\infty \frac{B_n}{n!}t^n=\frac{t}{e^t-1}</math>
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* [[derangement]]의 생성함수:<math>\sum_{n=0}^{\infty}\frac{D_n}{n!}x^n=\frac{e^{-x}}{1-x}</math>
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==디리클레급수==
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*  복소수열 <math>\{a_n\}</math>에 대하여 디리클레 급수를 다음과 같이 정의:<math>L(s)=\sum_{n=1}^{\infty} \frac{a_n}{n^s}</math>
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* [[L-함수, 제타함수와 디리클레 급수]] 항목 참조
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==자코비 세타함수의 경우==
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* [[자코비 세타함수]]:<math>\theta(x)=\sum_{n=-\infty}^\infty x^{n^2}</math>
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* 주어진 자연수를 여러 제곱의 합으로 표현하는 방법에 유용하게 사용된다
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*  가령 [[자코비의 네 제곱수 정리]]의 경우:<math>\theta^4(x)=(\sum_{n=-\infty}^\infty x^{n^2})^4=(1+2\sum_{n=1}^\infty x^{n^2})^4=1+\sum_{n=1}^\infty r_4(n)x^n</math>
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==확률론과 생성함수==
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* probability generating function
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* moment generating function
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* characteristic function
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==관련된 학부 과목과 미리 알고 있으면 좋은 것들==
  
 
* [[수열]] (고등학교)
 
* [[수열]] (고등학교)
 
* [[일변수미적분학]]
 
* [[일변수미적분학]]
* [[search?q=%EC%9D%B4%EC%82%B0%EC%88%98%ED%95%99&parent id=1987712|이산수학]]
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** 멱급수함수
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* [[이산수학]]
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** difference equation
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==관련된 항목들==
  
<h5>관련된 대학원 과목</h5>
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* [[푸리에 변환]]
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* [[라플라스 변환]]
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* [[자연수의 분할수(integer partitions)|분할수]]
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* [[피보나치 수열의 여러가지 성질]]
  
 
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==매스매티카 파일 및 계산 리소스==
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* https://docs.google.com/file/d/0B8XXo8Tve1cxX0xHTFY0R193cFk/edit
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==사전 형태의 자료==
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* http://en.wikipedia.org/wiki/Generating_function
  
<h5>관련된 다른 주제들</h5>
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==관련도서==
  
 
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* Sergei K. Lando, Lectures on Generating Functions (Student Mathematical Library, V. 23)
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* Herbert S. Wilf, [http://www.amazon.com/Generatingfunctionology-Herbert-S-Wilf/dp/0127519564 generatingfunctionology], [http://www.math.upenn.edu/%7Ewilf/DownldGF.html PDF 파일]
  
<h5>표준적인 도서 및 추천도서</h5>
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==리뷰, 에세이, 강의노트==
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* Aron Pinker, [http://www.jstor.org/stable/3027258 An Interesting Use of Generating Functions], <cite>The Two-Year College Mathematics Journal</cite>, Vol. 6, No. 4 (Dec., 1975), pp. 39-45
  
 
 
  
<h5>참고할만한 자료</h5>
 
  
 
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==블로그==
  
 
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* [http://bomber0.byus.net/index.php/2007/09/30/452 고교 수학의 명장면 (2)], 피타고라스의 창, 2008-9-30
 +
* [http://bomber0.byus.net/index.php/2008/07/26/696 derangement : 목욕탕에서 서로 등을 밀어주는 경우의 수와 자연상수], 피타고라스의 창, 2008-7-26
  
<h5>위키링크</h5>
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[[분류:수열]]
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[[분류:조합수학]]

2014년 7월 12일 (토) 01:41 판

개요

  • 생성함수(generating function)
  • 수열\(\{a_n\}\)에 대한 정보를 담는 멱급수
  • 다양한 종류의 생성함수가 있으며 수열의 성질에 따라 적합한 종류의 생성함수를 이용한다
  • 해석적정수론의 중요한 아이디어
  • 수열이라는 이산적인 대상을, 미적분학이라는 연속적인 개념을 이용하는 도구를 통해 다룰수 있게 해줌.
  • L-함수, 제타함수와 디리클레 급수로 생성함수의 일종으로 이해할 수 있음
  • 확률론에서 확률변수를 다루는데 유용한 도구


생성함수

  • 수열 \(\{a_n\}\)이 주어진 경우, 다음과 같은 멱급수함수를 하나 만든다. (유한수열인 경우에는 다항식)

\[G(x)= a_0 + a_1 x + a_2 x^2 + \cdots + a_n x^n + \cdots\]


지수생성함수

  • 수열 \(\{a_n\}\)이 주어진 경우, 다음과 같은 멱급수함수를 지수생성함수라 한다

\[EG(x)=\sum _{n=0}^{\infty} \frac{a_n}{n!}x^n\]

  • 베르누이 수의 생성함수\[\sum_{n=0}^\infty \frac{B_n}{n!}t^n=\frac{t}{e^t-1}\]
  • derangement의 생성함수\[\sum_{n=0}^{\infty}\frac{D_n}{n!}x^n=\frac{e^{-x}}{1-x}\]



디리클레급수



자코비 세타함수의 경우

  • 자코비 세타함수\[\theta(x)=\sum_{n=-\infty}^\infty x^{n^2}\]
  • 주어진 자연수를 여러 제곱의 합으로 표현하는 방법에 유용하게 사용된다
  • 가령 자코비의 네 제곱수 정리의 경우\[\theta^4(x)=(\sum_{n=-\infty}^\infty x^{n^2})^4=(1+2\sum_{n=1}^\infty x^{n^2})^4=1+\sum_{n=1}^\infty r_4(n)x^n\]



확률론과 생성함수

  • probability generating function
  • moment generating function
  • characteristic function



관련된 학부 과목과 미리 알고 있으면 좋은 것들



관련된 항목들


매스매티카 파일 및 계산 리소스


사전 형태의 자료


관련도서


리뷰, 에세이, 강의노트


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