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C
![]() |
/*
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Copyright (C) 2017 Fredrik Johansson
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This file is part of Arb.
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Arb is free software: you can redistribute it and/or modify it under
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the terms of the GNU Lesser General Public License (LGPL) as published
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by the Free Software Foundation; either version 2.1 of the License, or
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(at your option) any later version. See <http://www.gnu.org/licenses/>.
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*/
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#include "arb_hypgeom.h"
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#define BIG (1 << (FLINT_BITS / 2 - 2))
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static void PP(fmpz_t r, ulong n, ulong k, ulong prime)
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{
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if (n < BIG && k < BIG)
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{
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fmpz_set_ui(r, (n - k + 1 - prime) * (n + k + prime));
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||
|
}
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||
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else
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||
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{
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||
|
fmpz_set_ui(r, n - k + 1 - prime);
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|
fmpz_mul_ui(r, r, n + k + prime);
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|
}
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|
}
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static void QQ(fmpz_t r, ulong n, ulong k, ulong prime)
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{
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|
if (k < BIG)
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|
{
|
||
|
fmpz_set_ui(r, k * (k + prime));
|
||
|
}
|
||
|
else
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||
|
{
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|
fmpz_set_ui(r, k);
|
||
|
fmpz_mul_ui(r, r, k + prime);
|
||
|
}
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||
|
}
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||
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static void
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sum_rs_inner(arb_t s, arb_srcptr xpow, slong m, ulong n, slong K, ulong prime, slong prec)
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|
{
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slong j, k, khi, klo, u, r;
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fmpz_t cc, dd;
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fmpz_init(cc);
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fmpz_init(dd);
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arb_zero(s);
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fmpz_zero(cc);
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k = K - 1;
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while (k >= 1)
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{
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u = FLINT_MIN(5, k);
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khi = k;
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klo = k - u + 1;
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PP(cc, n, khi, prime);
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|
for (j = klo; j < khi; j++)
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{
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PP(dd, n, j, prime);
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|
fmpz_mul(cc, cc, dd);
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|
}
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while (k >= klo)
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|
{
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|
r = k % m;
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|
if (k == khi)
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{
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|
arb_add(s, s, xpow + r, prec);
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||
|
arb_mul_fmpz(s, s, cc, prec);
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||
|
}
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|
else if (r == 0)
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|
arb_add_fmpz(s, s, cc, prec);
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||
|
else
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|
arb_addmul_fmpz(s, xpow + r, cc, prec);
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|
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|
if (r == 0 && k != 0)
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|
arb_mul(s, s, xpow + m, prec);
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||
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|
||
|
PP(dd, n, k, prime);
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||
|
fmpz_divexact(cc, cc, dd);
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||
|
QQ(dd, n, k, prime);
|
||
|
fmpz_mul(cc, cc, dd);
|
||
|
k--;
|
||
|
}
|
||
|
|
||
|
arb_div_fmpz(s, s, cc, prec);
|
||
|
}
|
||
|
|
||
|
fmpz_clear(cc);
|
||
|
fmpz_clear(dd);
|
||
|
}
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|
void
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||
|
arb_hypgeom_legendre_p_ui_one(arb_t res, arb_t res_prime, ulong n,
|
||
|
const arb_t x, slong K, slong prec)
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|
{
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|
arb_t s, v;
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|
arb_ptr xpow;
|
||
|
slong m;
|
||
|
mag_t u, a, t, err;
|
||
|
|
||
|
if (n == 0)
|
||
|
{
|
||
|
if (res != NULL) arb_one(res);
|
||
|
if (res_prime != NULL) arb_zero(res_prime);
|
||
|
return;
|
||
|
}
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||
|
|
||
|
/* overflow protection */
|
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|
if (n > UWORD_MAX / 4)
|
||
|
{
|
||
|
if (res != NULL) arb_indeterminate(res);
|
||
|
if (res_prime != NULL) arb_indeterminate(res_prime);
|
||
|
}
|
||
|
|
||
|
arb_init(v);
|
||
|
arb_init(s);
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|
mag_init(u);
|
||
|
mag_init(a);
|
||
|
mag_init(t);
|
||
|
mag_init(err);
|
||
|
|
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|
K = FLINT_MIN(K, n + 1);
|
||
|
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|
if (res != NULL && res_prime != NULL)
|
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|
m = n_sqrt(2 * K);
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|
else
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|
m = n_sqrt(K);
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||
|
|
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|
xpow = _arb_vec_init(m + 1);
|
||
|
|
||
|
arb_sub_ui(v, x, 1, prec);
|
||
|
arb_mul_2exp_si(v, v, -1);
|
||
|
_arb_vec_set_powers(xpow, v, m + 1, prec);
|
||
|
|
||
|
/* truncating */
|
||
|
if (K < n + 1)
|
||
|
{
|
||
|
arb_get_mag(u, v);
|
||
|
mag_mul_ui(t, u, n - K);
|
||
|
mag_mul_ui(t, t, n + K + 1);
|
||
|
mag_div_ui(t, t, K + 1);
|
||
|
mag_div_ui(t, t, K + 1);
|
||
|
mag_geom_series(t, t, 0);
|
||
|
mag_pow_ui(u, u, K);
|
||
|
mag_mul(u, u, t);
|
||
|
}
|
||
|
|
||
|
if (res != NULL)
|
||
|
{
|
||
|
sum_rs_inner(s, xpow, m, n, K, 0, prec);
|
||
|
arb_add_ui(res, s, 1, prec);
|
||
|
|
||
|
if (K < n + 1)
|
||
|
{
|
||
|
mag_set(err, u);
|
||
|
mag_bin_uiui(t, n, K);
|
||
|
mag_mul(err, err, t);
|
||
|
mag_bin_uiui(t, n + K, K);
|
||
|
mag_mul(err, err, t);
|
||
|
arb_add_error_mag(res, err);
|
||
|
}
|
||
|
}
|
||
|
|
||
|
if (res_prime != NULL)
|
||
|
{
|
||
|
K = FLINT_MIN(K, n);
|
||
|
sum_rs_inner(s, xpow, m, n, K, 1, prec);
|
||
|
arb_add_ui(res_prime, s, 1, prec);
|
||
|
arb_mul_ui(res_prime, res_prime, n, prec);
|
||
|
arb_mul_ui(res_prime, res_prime, n + 1, prec);
|
||
|
arb_mul_2exp_si(res_prime, res_prime, -1);
|
||
|
|
||
|
/* truncating */
|
||
|
if (K < n)
|
||
|
{
|
||
|
mag_set(err, u);
|
||
|
mag_bin_uiui(t, n, K + 1);
|
||
|
mag_mul(err, err, t);
|
||
|
mag_bin_uiui(t, n + K + 1, K + 1);
|
||
|
mag_mul(err, err, t);
|
||
|
mag_mul_ui(err, err, n);
|
||
|
arb_add_error_mag(res_prime, err);
|
||
|
}
|
||
|
|
||
|
}
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||
|
|
||
|
_arb_vec_clear(xpow, m + 1);
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|
arb_clear(s);
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|
arb_clear(v);
|
||
|
mag_clear(u);
|
||
|
mag_clear(a);
|
||
|
mag_clear(t);
|
||
|
mag_clear(err);
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|
}
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