المرجع الالكتروني للمعلوماتية
المرجع الألكتروني للمعلوماتية

الرياضيات
عدد المواضيع في هذا القسم 9764 موضوعاً
تاريخ الرياضيات
الرياضيات المتقطعة
الجبر
الهندسة
المعادلات التفاضلية و التكاملية
التحليل
علماء الرياضيات

Untitled Document
أبحث عن شيء أخر
محلول النشا (1%)
2024-07-08
محلول كلورامين-T (0.01 M)
2024-07-08
تحضير بارا-برومو اسيتانلايد Preparation of p-Bromoacetanilide
2024-07-08
تحضير الاستانلايد ومعوضاته Preparation of Acetanilide and its substituents
2024-07-08
تحضير كلورامين-T
2024-07-08
تحضير داي كلورامين-T
2024-07-08

الأفعال التي تنصب مفعولين
23-12-2014
صيغ المبالغة
18-02-2015
الجملة الإنشائية وأقسامها
26-03-2015
اولاد الامام الحسين (عليه السلام)
3-04-2015
معاني صيغ الزيادة
17-02-2015
انواع التمور في العراق
27-5-2016

Elliptic Integral of the First Kind  
  
3892   02:30 صباحاً   date: 25-4-2019
Author : Abramowitz, M. and Stegun, I. A.
Book or Source : "Elliptic Integrals." Ch. 17 in Handbook of Mathematical Functions with Formulas, Graphs, and Mathematical Tables, 9th printing. New York: Dover
Page and Part : ...


Read More
Date: 13-6-2019 1286
Date: 10-8-2019 1365
Date: 24-9-2019 919

Elliptic Integral of the First Kind

 

Let the elliptic modulus k satisfy 0<k^2<1, and the Jacobi amplitude be given by phi=amu with -pi/2<phi<pi/2. The incomplete elliptic integral of the first kind is then defined as

 

(1)

The elliptic integral of the first kind is implemented in the Wolfram Language as EllipticF[phim] (note the use of the parameter m=k^2 instead of the modulus k).

Letting

t = sintheta

(2)

dt = costhetadtheta

(3)

= sqrt(1-t^2)dtheta,

(4)

Equation (1) can be written as

F(phi,k) =

(5)

=

(6)

Letting

v = tantheta

(7)

dv =

(8)

then the integral can also be written as

(9)

where  is the complementary elliptic modulus.

The inverse function of F(phi,k) is given by the Jacobi amplitude

(10)

The integral

(11)

which arises in computing the period of a pendulum, is also an elliptic integral of the first kind. Use

costheta = 1-2sin^2(1/2theta)

(12)

sin(1/2theta) = sqrt((1-costheta)/2)

(13)

to write

sqrt(costheta-costheta_0) =

(14)

=

(15)

=

(16)

so

(17)

Now let

(18)

so the angle theta is transformed to

(19)

which ranges from 0 to pi/2 as theta varies from 0 to theta_0. Taking the differential gives

(20)

or

(21)

Plugging this in gives

I =

(22)

=

(23)

=

(24)

so

I = 1/(sqrt(2))int_0^(theta_0)(dtheta)/(sqrt(costheta-costheta_0))

(25)

= K(sin(1/2theta_0)).

(26)

Making the slightly different substitution phi=theta/2, so dtheta=2dphi leads to an equivalent, but more complicated expression involving an incomplete elliptic integral of the first kind,

I =

(27)

= csc(1/2theta_0)F(1/2theta_0,csc(1/2theta_0)).

(28)

EllipticFReImEllipticFContours

Therefore, the identity

 F(z,cscz)=sinzK(sinz)

(29)

holds over at least some region of the complex plane. The region of applicability is -pi/2<R[z]<pi/2, which is shown above.

The elliptic integral of the first kind satisfies

 F(-phi,k)=-F(phi,k).

(30)

Special values of F(phi,k) include

F(0,k) = 0

(31)

F(1/2pi,k) = K(k),

(32)

where K(k) is known as the complete elliptic integral of the first kind.


REFERENCES:

Abramowitz, M. and Stegun, I. A. (Eds.). "Elliptic Integrals." Ch. 17 in Handbook of Mathematical Functions with Formulas, Graphs, and Mathematical Tables, 9th printing. New York: Dover, pp. 587-607, 1972.

Gradshteyn, I. S. and Ryzhik, I. M. Tables of Integrals, Series, and Products, 6th ed. San Diego, CA: Academic Press, 2000.

Spanier, J. and Oldham, K. B. "The Complete Elliptic Integrals K(p) and E(p)" and "The Incomplete Elliptic Integrals F(p;phi)and E(p;phi)." Chs. 61-62 in An Atlas of Functions. Washington, DC: Hemisphere, pp. 609-633, 1987.

Tölke, F. "Parameterfunktionen." Ch. 3 in Praktische Funktionenlehre, zweiter Band: Theta-Funktionen und spezielle Weierstraßsche Funktionen. Berlin: Springer-Verlag, pp. 83-115, 1966.

Tölke, F. "Umkehrfunktionen der Jacobischen elliptischen Funktionen und elliptische Normalintegrale erster Gattung. Elliptische Amplitudenfunktionen sowie Legendresche F- und E-Funktion. Elliptische Normalintegrale zweiter Gattung. Jacobische Zeta- und Heumansche Lambda-Funktionen," and "Normalintegrale dritter Gattung. Legendresche Pi-Funktion. Zurückführung des allgemeinen elliptischen Integrals auf Normalintegrale erster, zweiter, und dritter Gattung." Chs. 6-7 in Praktische Funktionenlehre, dritter Band: Jacobische elliptische Funktionen, Legendresche elliptische Normalintegrale und spezielle Weierstraßsche Zeta- und Sigma Funktionen. Berlin: Springer-Verlag, pp. 58-144, 1967.

Whittaker, E. T. and Watson, G. N. A Course in Modern Analysis, 4th ed. Cambridge, England: Cambridge University Press, 1990.

Zwillinger, D. Handbook of Differential Equations, 3rd ed. Boston, MA: Academic Press, p. 122, 1997.




الجبر أحد الفروع الرئيسية في الرياضيات، حيث إن التمكن من الرياضيات يعتمد على الفهم السليم للجبر. ويستخدم المهندسون والعلماء الجبر يومياً، وتعول المشاريع التجارية والصناعية على الجبر لحل الكثير من المعضلات التي تتعرض لها. ونظراً لأهمية الجبر في الحياة العصرية فإنه يدرّس في المدارس والجامعات في جميع أنحاء العالم. ويُعجب الكثير من الدارسين للجبر بقدرته وفائدته الكبيرتين، إذ باستخدام الجبر يمكن للمرء أن يحل كثيرًا من المسائل التي يتعذر حلها باستخدام الحساب فقط.وجاء اسمه من كتاب عالم الرياضيات والفلك والرحالة محمد بن موسى الخورازمي.


يعتبر علم المثلثات Trigonometry علماً عربياً ، فرياضيو العرب فضلوا علم المثلثات عن علم الفلك كأنهما علمين متداخلين ، ونظموه تنظيماً فيه لكثير من الدقة ، وقد كان اليونان يستعملون وتر CORDE ضعف القوسي قياس الزوايا ، فاستعاض رياضيو العرب عن الوتر بالجيب SINUS فأنت هذه الاستعاضة إلى تسهيل كثير من الاعمال الرياضية.

تعتبر المعادلات التفاضلية خير وسيلة لوصف معظم المـسائل الهندسـية والرياضـية والعلمية على حد سواء، إذ يتضح ذلك جليا في وصف عمليات انتقال الحرارة، جريان الموائـع، الحركة الموجية، الدوائر الإلكترونية فضلاً عن استخدامها في مسائل الهياكل الإنشائية والوصف الرياضي للتفاعلات الكيميائية.
ففي في الرياضيات, يطلق اسم المعادلات التفاضلية على المعادلات التي تحوي مشتقات و تفاضلات لبعض الدوال الرياضية و تظهر فيها بشكل متغيرات المعادلة . و يكون الهدف من حل هذه المعادلات هو إيجاد هذه الدوال الرياضية التي تحقق مشتقات هذه المعادلات.