Formal calculus MOC

Formal delta

The formal delta over a field 𝕂 is the Laurent series1 fcalc

𝛿(𝑧)=βˆ‘π‘›βˆˆβ„€π‘§π‘›βˆˆπ•‚[[𝑧,π‘§βˆ’1]]

given by the Fourier series expansion of the Dirac delta.

Properties

Let 𝑉 be a vector space over 𝕂. Let 𝑣(𝑧) βˆˆπ‘‰[𝑧,π‘§βˆ’1] and π‘Ž βˆˆπ•‚Γ—. Finally let 𝑝(𝑧) βˆˆπ•‚[𝑧,π‘§βˆ’1] and 𝑇 =𝑇𝑝(𝑧) =𝑝(𝑧)𝑑𝑑𝑧. Then in [[Formal sums over a vector space|𝑉{𝑧}]]

𝑣(𝑧)𝛿(π‘Žπ‘§)=𝑣(π‘Žβˆ’1)𝛿(π‘Žπ‘§)

𝑣(𝑧)𝑑𝑑𝑧[𝛿(π‘Žπ‘§)]=𝑣(π‘Žβˆ’1)𝑑𝑑𝑧[𝛿(π‘Žπ‘§)]βˆ’π‘£β€²(π‘Žβˆ’1)𝛿(π‘Žπ‘§)

𝑣(𝑧)𝑇[𝛿(π‘Žπ‘§)]=𝑣(π‘Žβˆ’1)𝑇[𝛿(π‘Žπ‘§)]βˆ’(𝑇𝑣)(π‘Žβˆ’1)𝛿(π‘Žπ‘§)

Let 𝑋(𝑧1,𝑧2) ∈(End⁑𝑉)[[𝑧1,π‘§βˆ’11,𝑧2,π‘§βˆ’12]] such that lim𝑧1→𝑧2𝑋(𝑧1,𝑧2) exists and π‘Ž βˆˆπ•‚Γ—. Finally let 𝑝(𝑧1,𝑧2) βˆˆπ•‚[𝑧1,π‘§βˆ’11,𝑧2,π‘§βˆ’12], 𝑇1 =𝑝(𝑧1,𝑧2)πœ•πœ•π‘§1, and 𝑇2 =𝑝(𝑧1,𝑧2)πœ•πœ•π‘§2. Then in [[Formal sums over endomorphisms|(End⁑𝑉){𝑧1,𝑧2}]]

𝑋(𝑧1,𝑧2)𝛿(π‘Žπ‘§1/𝑧2)=𝑋(π‘Žβˆ’1𝑧2,𝑧2)𝛿(π‘Žπ‘§1/𝑧2)=𝑋(𝑧1,π‘Žπ‘§1)𝛿(π‘Žπ‘§1/𝑧2)

𝑋(𝑧1,𝑧2)πœ•πœ•π‘§1[𝛿(π‘Žπ‘§1/𝑧2)]=𝑋(π‘Žβˆ’1𝑧2,𝑧2)πœ•πœ•π‘§1[𝛿(π‘Žπ‘§1/𝑧2)]βˆ’(πœ•π‘‹πœ•π‘§1)(π‘Žβˆ’1𝑧2,𝑧2)𝛿(π‘Žπ‘§1/𝑧2)𝑋(𝑧1,𝑧2)πœ•πœ•π‘§2[𝛿(π‘Žπ‘§1/𝑧2)]=𝑋(𝑧1,π‘Žπ‘§1)πœ•πœ•π‘§2[𝛿(π‘Žπ‘§1/𝑧2)]βˆ’(πœ•π‘‹πœ•π‘§2)(𝑧1,π‘Žπ‘§1)𝛿(π‘Žπ‘§1/𝑧2)

𝑋(𝑧1,𝑧2)𝑇1[𝛿(π‘Žπ‘§1/𝑧2)]=𝑋(π‘Žβˆ’1𝑧2,𝑧2)𝑇1[𝛿(π‘Žπ‘§1/𝑧2)]βˆ’(𝑇1𝑋)(π‘Žβˆ’1𝑧2,𝑧2)𝛿(π‘Žπ‘§1/𝑧2)𝑋(𝑧1,𝑧2)𝑇2[𝛿(π‘Žπ‘§1/𝑧2)]=𝑋(𝑧1,π‘Žπ‘§1)𝑇2[𝛿(π‘Žπ‘§1/𝑧2)]βˆ’(𝑇2𝑋)(𝑧1,π‘Žπ‘§1)𝛿(π‘Žπ‘§1/𝑧2)

Note these fail for non-integer powers.


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Footnotes

  1. 1988. Vertex operator algebras and the Monster, Β§2.1–§2.2, p. 52ff ↩