在数学中,艾森斯坦级数是一类可直接表成级数的模形式,由 费迪南·艾森斯坦 首创。对于一般的约化群, 罗伯特·朗兰兹 也发展了相应的理论。
模群的艾森斯坦级数
固定整数 ,对上半平面上的 复数 ,定义艾森斯坦级数 为:
此级数是上半平面上的全纯函数,此外它更是模群 的权 模形式。换言之,若 满足 ,则
递回关系
模形式理论中的一个基本事实是:模群 的模形式俱可表为 与 的 多项式 。作为特例,以下说明如何将艾森斯坦级数递回地表成 的多项式。
置 ,遂有下述关系式:
在此 是 二项式系数 而 。
函数 可以表示 卡尔·魏尔施特拉斯 函数:
傅立叶展开
置 ,由于艾森斯坦级数是模群的模形式,故有傅立叶展开式:
其中的傅立叶系数 是
此处的 是伯努利数, 是 伯恩哈德·黎曼 ζ函数, 而 是n的正因数的p次幂和。
当 ,对q之和亦可化成 兰伯特 级数
有时也会考虑常数项等于一的艾森斯坦级数:
拉马努金公式
拉马努金给出了许多有趣的艾森斯坦级数关系式,定义:
则有: