On q-summation and confluence
[q-sommation et confluence]
Annales de l'Institut Fourier, Tome 59 (2009) no. 1, pp. 347-392.

Cet article est divisé en deux parties. Dans la première partie, nous étudions un q-analogue convergent de la série d’Euler, pour q]0,1[, et nous prouvons que la somme de Borel d’une série Gevrey générique, solution d’une équation différentielle, peut être approchée uniformément, sur un secteur convenable, par la solution méromorphe d’une équation aux q-différences associée. Dans la deuxième partie, nous travaillons sous l’hypothèse q]1,+[. Dans ce cas, au moins quatre notions différentes de q-sommations ont été introduites dans la littérature : nous clarifions, sous des hypothèses raisonnables, les relations entre ces notions.

This paper is divided in two parts. In the first part we study a convergent q-analog of the divergent Euler series, with q(0,1), and we show how the Borel sum of a generic Gevrey formal solution to a differential equation can be uniformly approximated on a convenient sector by a meromorphic solution of a corresponding q-difference equation. In the second part, we work under the assumption q(1,+). In this case, at least four different q-Borel sums of a divergent power series solution of an irregular singular analytic q-difference equations are spread in the literature: under convenient assumptions we clarify the relations among them.

DOI : 10.5802/aif.2433
Classification : 34M30, 39A13, 33D05
Keywords: Summation, confluence, $q$-difference equations, Euler series
Mot clés : sommation, confluence, équations aux $q$-différences, série d’Euler

Di Vizio, Lucia 1 ; Zhang, Changgui 2

1 Institut de Mathématiques de Jussieu Topologie et géométrie algébriques, Case 7012 2, place Jussieu 75251 Paris Cedex 05 (France)
2 Laboratoire P. Painleve U.F.R. de Mathématiques Pures et Appliquées USTL, Cité scientifique 59655 Villeneuve d’Ascq Cedex (France)
@article{AIF_2009__59_1_347_0,
     author = {Di Vizio, Lucia and Zhang, Changgui},
     title = {On $q$-summation and confluence},
     journal = {Annales de l'Institut Fourier},
     pages = {347--392},
     publisher = {Association des Annales de l{\textquoteright}institut Fourier},
     volume = {59},
     number = {1},
     year = {2009},
     doi = {10.5802/aif.2433},
     mrnumber = {2514868},
     zbl = {1175.34111},
     language = {en},
     url = {https://aif.centre-mersenne.org/articles/10.5802/aif.2433/}
}
TY  - JOUR
AU  - Di Vizio, Lucia
AU  - Zhang, Changgui
TI  - On $q$-summation and confluence
JO  - Annales de l'Institut Fourier
PY  - 2009
SP  - 347
EP  - 392
VL  - 59
IS  - 1
PB  - Association des Annales de l’institut Fourier
UR  - https://aif.centre-mersenne.org/articles/10.5802/aif.2433/
DO  - 10.5802/aif.2433
LA  - en
ID  - AIF_2009__59_1_347_0
ER  - 
%0 Journal Article
%A Di Vizio, Lucia
%A Zhang, Changgui
%T On $q$-summation and confluence
%J Annales de l'Institut Fourier
%D 2009
%P 347-392
%V 59
%N 1
%I Association des Annales de l’institut Fourier
%U https://aif.centre-mersenne.org/articles/10.5802/aif.2433/
%R 10.5802/aif.2433
%G en
%F AIF_2009__59_1_347_0
Di Vizio, Lucia; Zhang, Changgui. On $q$-summation and confluence. Annales de l'Institut Fourier, Tome 59 (2009) no. 1, pp. 347-392. doi : 10.5802/aif.2433. https://aif.centre-mersenne.org/articles/10.5802/aif.2433/

[1] Andrew, G. E.; Askey, R.; Roy, R. Special functions, Encyclopedia of Mathematics and Its Applications, 71, Cambridge University Press, Cambridge, 1999 | MR | Zbl

[2] André, Y. Séries Gevrey de type arithmétique. I. Théorèmes de pureté et de dualité, Ann. of Math., Volume 151 (2000) no. 2, pp. 705-740 | DOI | EuDML | MR | Zbl

[3] Barnes, E. W. A new development of the theory of the hypergeometric functions, Proceedings of the London Mathematical Society, Volume 6 (1908) no. 2, pp. 141-177 | DOI | JFM

[4] Bézivin, J.-P. Sur les équations fonctionnelles aux q-différences, Aequationes Mathematicae, Volume 43 (1992) no. 2-3, pp. 159-176 | DOI | EuDML | MR | Zbl

[5] De Sole, A.; Kac, V. G. On integral representations of q-gamma and q-beta functions, Atti della Accademia Nazionale dei Lincei. Classe di Scienze Fisiche, Matematiche e Naturali. Rendiconti Lincei. Serie IX. Matematica e Applicazioni, Volume 16 (2005) no. 1, pp. 11-29 | EuDML | MR | Zbl

[6] Di Vizio, L. Arithmetic theory of q-difference equations. The q-analogue of Grothendieck-Katz’s conjecture on p-curvatures, Inventiones Mathematicae, Volume 150 (2002) no. 3, pp. 517-578 | DOI | MR | Zbl

[7] Erdélyi, A.; Magnus, W.; Oberhettinger, F.; Tricomi, F. G. Higher transcendental functions, I, Robert E. Krieger Publishing Co. Inc., Melbourne, Fla., 1981 (Based on notes left by Harry Bateman) | Zbl

[8] Gasper, G.; Rahman, M. Basic hypergeometric series, Encyclopedia of Mathematics and its Applications, 35, Cambridge University Press, Cambridge, 1990 (With a foreword by Richard Askey) | MR | Zbl

[9] Loday-Richaud, M. Introduction à la multisommabilité, Gazette des Mathématiciens (1990) no. 44, pp. 41-63 | MR | Zbl

[10] Loday-Richaud, M. Solutions formelles des systèmes différentiels linéaires méromorphes et sommation, Expositiones Mathematicae. International Journal, Volume 13 (1995) no. 2-3, pp. 116-162 | MR | Zbl

[11] Malgrange, B. Sommation des séries divergentes, Expositiones Mathematicae. International Journal, Volume 13 (1995) no. 2-3, pp. 163-222 | MR | Zbl

[12] Marotte, F.; Zhang, C. Multisommabilité des séries entières solutions formelles d’une équation aux q-différences linéaire analytique, Annales de l’Institut Fourier, Volume 50 (2000) no. 6, pp. 1859-1890 | DOI | Numdam | MR | Zbl

[13] Ramis, J.-P. About the growth of entire functions solutions of linear algebraic q-difference equations, Toulouse. Faculté des Sciences. Annales. Mathématiques. Série 6, Volume 1 (1992) no. 1, pp. 53-94 | DOI | Numdam | MR | Zbl

[14] Ramis, J.-P.; Martinet, J. Théorie de Galois différentielle et resommation, Comput. Math. Appl. (1990), pp. 117-214 | MR | Zbl

[15] Ramis, J.-P.; Zhang, C. Développement asymptotique q-Gevrey et fonction thêta de Jacobi, C. R., Math., Volume 335 (2002) no. 11, pp. 899-902 | DOI | MR | Zbl

[16] Sauloy, J. Systèmes aux q-différences singuliers réguliers: classification, matrice de connexion et monodromie, Annales de l’Institut Fourier, Volume 50 (2000) no. 4, pp. 1021-1071 | DOI | Numdam | MR | Zbl

[17] Sauloy, J. La filtration canonique par les pentes d’un module aux q-différences, 2002 no. 249 (arXiv:math.QA/0210221) | Zbl

[18] Sauloy, J. La filtration canonique par les pentes d’un module aux q-différences et le gradué associé, Annales de l’Institut Fourier, Volume 54 (2004) no. 1, pp. 181-210 | DOI | Numdam | MR | Zbl

[19] Whittaker, E. T.; Watson, G. N. A Course of Modern Analysis, Cambridge University Press, Cambridge, 1988 | MR | Zbl

[20] Zhang, C. Développements asymptotiques q-Gevrey et séries Gq-sommables, Annales de l’Institut Fourier, Volume 49 (1999) no. 1, pp. 227-261 | DOI | EuDML | Numdam | MR | Zbl

[21] Zhang, C. Transformations de q-Borel-Laplace au moyen de la fonction thêta de Jacobi, Comptes Rendus de l’Académie des Sciences Série I. Mathématique, Volume 331 (2000) no. 1, pp. 31-34 | DOI | MR | Zbl

[22] Zhang, C. Sur la fonction q-gamma de Jackson, Aequationes Mathematicae, Volume 4 (2001) no. 1-2, pp. 60-78 | DOI | MR | Zbl

[23] Zhang, C. Une sommation discrète pour des équations aux q -différences linéaires et à coefficients analytiques: théorie générale et exemples (2002), pp. 309-329 | MR | Zbl

[24] Zhang, C. Sur les fonctions q-Bessel de Jackson, Journal of Approximation Theory, Volume 122 (2003) no. 2, pp. 208-223 | MR | Zbl

Cité par Sources :