1

x

هدف البحث

بحث في العناوين

بحث في اسماء الكتب

بحث في اسماء المؤلفين

اختر القسم

القرآن الكريم
الفقه واصوله
العقائد الاسلامية
سيرة الرسول وآله
علم الرجال والحديث
الأخلاق والأدعية
اللغة العربية وعلومها
الأدب العربي
الأسرة والمجتمع
التاريخ
الجغرافية
الادارة والاقتصاد
القانون
الزراعة
علم الفيزياء
علم الكيمياء
علم الأحياء
الرياضيات
الهندسة المدنية
الأعلام
اللغة الأنكليزية

موافق

تاريخ الرياضيات

الاعداد و نظريتها

تاريخ التحليل

تار يخ الجبر

الهندسة و التبلوجي

الرياضيات في الحضارات المختلفة

العربية

اليونانية

البابلية

الصينية

المايا

المصرية

الهندية

الرياضيات المتقطعة

المنطق

اسس الرياضيات

فلسفة الرياضيات

مواضيع عامة في المنطق

الجبر

الجبر الخطي

الجبر المجرد

الجبر البولياني

مواضيع عامة في الجبر

الضبابية

نظرية المجموعات

نظرية الزمر

نظرية الحلقات والحقول

نظرية الاعداد

نظرية الفئات

حساب المتجهات

المتتاليات-المتسلسلات

المصفوفات و نظريتها

المثلثات

الهندسة

الهندسة المستوية

الهندسة غير المستوية

مواضيع عامة في الهندسة

التفاضل و التكامل

المعادلات التفاضلية و التكاملية

معادلات تفاضلية

معادلات تكاملية

مواضيع عامة في المعادلات

التحليل

التحليل العددي

التحليل العقدي

التحليل الدالي

مواضيع عامة في التحليل

التحليل الحقيقي

التبلوجيا

نظرية الالعاب

الاحتمالات و الاحصاء

نظرية التحكم

بحوث العمليات

نظرية الكم

الشفرات

الرياضيات التطبيقية

نظريات ومبرهنات

علماء الرياضيات

500AD

500-1499

1000to1499

1500to1599

1600to1649

1650to1699

1700to1749

1750to1779

1780to1799

1800to1819

1820to1829

1830to1839

1840to1849

1850to1859

1860to1864

1865to1869

1870to1874

1875to1879

1880to1884

1885to1889

1890to1894

1895to1899

1900to1904

1905to1909

1910to1914

1915to1919

1920to1924

1925to1929

1930to1939

1940to the present

علماء الرياضيات

الرياضيات في العلوم الاخرى

بحوث و اطاريح جامعية

هل تعلم

طرائق التدريس

الرياضيات العامة

نظرية البيان

الرياضيات : التفاضل و التكامل :

Dedekind Eta Function

المؤلف:  Apostol, T. M.

المصدر:  "The Dedekind Eta Function." Ch. 3 in Modular Functions and Dirichlet Series in Number Theory, 2nd ed. New York: Springer-Verlag

الجزء والصفحة:  ...

22-8-2019

2624

Dedekind Eta Function

 

DedekindEtaReal
 
 
             
  Min Max      

The Dedekind eta function is defined over the upper half-plane H={tau:I[tau]>0} by

eta(tau) = q^_^(1/24)(q^_)_infty

(1)

= q^_^(1/24)product_(k=1)^(infty)(1-q^_^k)

(2)

= q^_^(1/24)sum_(n=-infty)^(infty)(-1)^nq^_^(n(3n-1)/2)

(3)

= sum_(n=-infty)^(infty)(-1)^nq^_^((6n-1)^2/24)

(4)

= q^_^(1/24){1+sum_(n=1)^(infty)(-1)^n[q^_^(n(3n-1)/2)+q^_^(n(3n+1)/2)]}

(5)

= q^_^(1/24)(1-q^_-q^_^2+q^_^5+q^_^7-q^_^(12)-...)

(6)

(OEIS A010815), where q^_=e^(2piitau) is the square of the nome qtau is the half-period ratio, and (q)_infty is a q-series (Weber 1902, pp. 85 and 112; Atkin and Morain 1993; Berndt 1994, p. 139).

The Dedekind eta function is implemented in the Wolfram Language as DedekindEta[tau].

Rewriting the definition in terms of q^_ explicitly in terms of the half-period ratio tau gives the product

 eta(tau)=e^(piitau/12)product_(k=1)^infty(1-e^(2piiktau)).

(7)

DedekindEtaReImAbs
 
 
  Min   Max    
  Re    
  Im      

It is illustrated above in the complex plane.

eta(tau) is a modular form first introduced by Dedekind in 1877, and is related to the modular discriminant of the Weierstrass elliptic function by

 Delta(tau)=(2pi)^(12)[eta(tau)]^(24)

(8)

(Apostol 1997, p. 47).

A compact closed form for the derivative is given by

 (deta(tau))/(dtau)=i/pieta(tau)zeta(1;g_2,g_3),

(9)

where zeta(z;g_2,g_3) is the Weierstrass zeta function and g_2 and g_3 are the invariants corresponding to the half-periods (1,tau). The derivative of eta(tau) satisfies

 -4piid/(dtau)ln[eta(tau)]=G_2(tau),

(10)

where G_2(tau) is an Eisenstein series, and

 d/(dtau)ln[eta(-1/tau)]=d/(dtau)ln[eta(tau)]+1/2d/(dtau)ln(-itau).

(11)

A special value is given by

eta(i) = (Gamma(1/4))/(2pi^(3/4))

(12)

= 0.7682254...

(13)

(OEIS A091343), where Gamma(z) is the gamma function. Another special case is

P = (x^3-x-1)_1

(14)

= (e^(ipi/24)eta(tau_0))/(sqrt(2)eta(2tau_0))

(15)

= 1.3247179572...

(16)

where P is the plastic constant, (P(x))_n denotes a polynomial root, and tau_0=(1+isqrt(23))/2.

Letting zeta_(24)=e^(2pii/24)=e^(pii/12) be a root of unity, eta(tau) satisfies

eta(tau+1) = zeta_(24)eta(tau)

(17)

eta(tau+n) = zeta_(24)^neta(tau)

(18)

eta(-1/tau) = sqrt(-itau)eta(tau)

(19)

where n is an integer (Weber 1902, p. 113; Atkin and Morain 1993; Apostol 1997, p. 47). The Dedekind eta function is related to the Jacobi theta function theta_2 by

 eta(q^_)=(theta_2(1/6pi,q^_^(1/6)))/(sqrt(3))

(20)

(Weber 1902, Vol. 3, p. 112) and

 theta_3(0,e^(piitau))=(eta^2(1/2(tau+1)))/(eta(tau+1))

(21)

(Apostol 1997, p. 91).

Macdonald (1972) has related most expansions of the form (q,q)_infty^c to affine root systems. Exceptions not included in Macdonald's treatment include c=2, found by Hecke and Rogers, c=4, found by Ramanujan, and c=26, found by Atkin (Leininger and Milne 1999). Using the Dedekind eta function, the Jacobi triple product identity

 (q,q)_infty^3=sum_(n=0)^infty(-1)^n(2n+1)q^(n(n+1)/2)

(22)

can be written

 eta^3(tau)=sum_(n=0)^infty(-1)^n(2n+1)q^_^((2n+1)^2/8)

(23)

(Jacobi 1829, Hardy and Wright 1979, Hirschhorn 1999, Leininger and Milne 1999).

Dedekind's functional equation states that if [a b; c d] in Gamma, where Gamma is the modular group Gamma, c>0, and tau in H (where H is the upper half-plane), then

 eta((atau+b)/(ctau+d))=epsilon(a,b,c,d)[sqrt(-i(ctau+d))]eta(tau),

(24)

where

 epsilon(a,b,c,d)=exp[pii((a+d)/(12c)+s(-d,c))],

(25)

and

 s(h,k)=sum_(r=1)^(k-1)r/k((hr)/k-|_(hr)/k_|-1/2)

(26)

is a Dedekind sum (Apostol 1997, pp. 52-57), with |_x_| the floor function.


REFERENCES:

Apostol, T. M. "The Dedekind Eta Function." Ch. 3 in Modular Functions and Dirichlet Series in Number Theory, 2nd ed. New York: Springer-Verlag, pp. 47-73, 1997.

Atkin, A. O. L. and Morain, F. "Elliptic Curves and Primality Proving." Math. Comput. 61, 29-68, 1993.

Berndt, B. C. Ramanujan's Notebooks, Part IV. New York: Springer-Verlag, 1994.

Bhargava, S. and Somashekara, D. "Some Eta-Function Identities Deducible from Ramanujan's _1psi_1 Summation." J. Math. Anal. Appl. 176, 554-560, 1993.

Hardy, G. H. and Wright, E. M. An Introduction to the Theory of Numbers, 5th ed. Oxford, England: Clarendon Press, 1979.

Hirschhorn, M. D. "Another Short Proof of Ramanujan's Mod 5 Partition Congruences, and More." Amer. Math. Monthly 106, 580-583, 1999.

Jacobi, C. G. J. Fundamenta Nova Theoriae Functionum Ellipticarum. Königsberg, Germany: Regiomonti, Sumtibus fratrum Borntraeger, p. 90, 1829.

Leininger, V. E. and Milne, S. C. "Expansions for (q)_infty^(n^2+n) and Basic Hypergeometric Series in U(n)." Discr. Math. 204, 281-317, 1999a.

Leininger, V. E. and Milne, S. C. "Some New Infinite Families of eta-Function Identities." Methods Appl. Anal. 6, 225-248, 1999b.

Köhler, G. "Some Eta-Identities Arising from Theta Series." Math. Scand. 66, 147-154, 1990.

Macdonald, I. G. "Affine Root Systems and Dedekind's eta-Function." Invent. Math. 15, 91-143, 1972.

Ramanujan, S. "On Certain Arithmetical Functions." Trans. Cambridge Philos. Soc. 22, 159-184, 1916.

Siegel, C. L. "A Simple Proof of eta(-1/tau)=eta(tau)sqrt(tau/i)." Mathematika 1, 4, 1954.

Sloane, N. J. A. Sequences A010815, A091343, and A116397 in "The On-Line Encyclopedia of Integer Sequences."

Weber, H. Lehrbuch der Algebra, Vols. I-III. 1902. Reprinted as Lehrbuch der Algebra, Vols. I-III, 3rd rev ed. New York: Chelsea, 1979.

EN

تصفح الموقع بالشكل العمودي