المرجع الالكتروني للمعلوماتية
المرجع الألكتروني للمعلوماتية

الرياضيات
عدد المواضيع في هذا القسم 9761 موضوعاً
تاريخ الرياضيات
الرياضيات المتقطعة
الجبر
الهندسة
المعادلات التفاضلية و التكاملية
التحليل
علماء الرياضيات

Untitled Document
أبحث عن شيء أخر


Elliptic Lambda Function  
  
1196   06:12 مساءً   date: 22-12-2019
Author : Borwein, J. M. and Borwein, P. B
Book or Source : Pi & the AGM: A Study in Analytic Number Theory and Computational Complexity. New York: Wiley
Page and Part : ...


Read More
Date: 4-11-2019 679
Date: 30-7-2020 595
Date: 28-1-2021 715

Elliptic Lambda Function

 

EllipticLambdaReImAbs
 
 
  Min   Max    
  Re    
  Im      

The elliptic lambda function lambda(tau) is a lambda-modular function defined on the upper half-plane by

 lambda(tau)=(theta_2^4(0,q))/(theta_3^4(0,q)),

(1)

where tau is the half-period ratio, q is the nome

 q=e^(ipitau)

(2)

and theta_i(z,q) are Jacobi theta functions.

The elliptic lambda function is essentially the same as the inverse nome, the difference being that elliptic lambda function is a function of the half-period ratio tau, while the inverse nome is a function of the nome q, where q is itself a function of tau.

It is implemented as the Wolfram Language function ModularLambda[tau].

The elliptic lambda function lambda(tau) satisfies the functional equations

lambda(tau+2) = lambda(tau)

(3)

lambda(tau/(2tau+1)) = lambda(tau).

(4)

lambda(tau) has the series expansion

 lambda(tau)=16q-128q^2+704q^3-3072q^4+11488q^5+...

(5)

(OEIS A115977), and 16/lambda(tau) has the series expansion

 (16)/(lambda(tau))=1/q+8+20q-62q^3+216q^5-641q^7+...

(6)

(OEIS A029845; Conway and Norton 1979; Borwein and Borwein 1987, p. 117).

lambda^*(r) gives the value of the elliptic modulus k_r for which the complementary  and normal complete elliptic integrals of the first kind K(k) are related by

(7)

i.e., the elliptic integral singular value for r. It can be computed from

 lambda^*(r)=k(q_r)=(theta_2^2(0,q_r))/(theta_3^2(0,q_r)),

(8)

where

 q_r=e^(-pisqrt(r))

(9)

and theta_i is a Jacobi theta function. lambda(tau) is related to lambda^*(r) by

 lambda^*(r)=sqrt(lambda(isqrt(r))).

(10)

For all rational rK(lambda^*(r)) and E(lambda^*(r)) are known as elliptic integral singular values, and can be expressed in terms of a finite number of gamma functions (Selberg and Chowla 1967). Values of lambda^*(r) for small r include

lambda^*(1) = 1/2sqrt(2)

(11)

lambda^*(2) = sqrt(2)-1

(12)

lambda^*(3) = 1/4sqrt(2)(sqrt(3)-1)

(13)

lambda^*(4) = 3-2sqrt(2)

(14)

lambda^*(5) = sqrt(1/2-sqrt(sqrt(5)-2))

(15)

lambda^*(6) = (2-sqrt(3))(sqrt(3)-sqrt(2))

(16)

lambda^*(7) = 1/8sqrt(2)(3-sqrt(7))

(17)

lambda^*(8) = (sqrt(2)+1-sqrt(2sqrt(2)+2))^2

(18)

lambda^*(9) = 1/2(sqrt(2)-3^(1/4))(sqrt(3)-1)

(19)

lambda^*(10) = (sqrt(10)-3)(sqrt(2)-1)^2

(20)

lambda^*(11) = 1/(12)sqrt(6)(sqrt(1+2x_(11)-4x_(11)^(-1))-sqrt(11+2x_(11)-4x_(11)^(-1)))

(21)

lambda^*(12) = (sqrt(3)-sqrt(2))^2(sqrt(2)-1)^2

(22)

lambda^*(13) = 1/2(sqrt(5sqrt(13)-17)-sqrt(19-5sqrt(13)))

(23)

lambda^*(14) = -11-8sqrt(2)-2(sqrt(2)+2)sqrt(5+4sqrt(2))+sqrt(11+8sqrt(2))(2+2sqrt(2)+sqrt(2)sqrt(5+4sqrt(2)))

(24)

lambda^*(15) = 1/(16)sqrt(2)(3-sqrt(5))(sqrt(5)-sqrt(3))(2-sqrt(3))

(25)

lambda^*(16) = 33+24sqrt(2)-4sqrt(140+99sqrt(2))

(26)

lambda^*(18) = (sqrt(2)-1)^3(2-sqrt(3))^2,

(27)

where

 x_(11)=(17+3sqrt(33))^(1/3).

(28)

The algebraic orders of these are given by 2, 2, 4, 2, 8, 4, 4, 4, 8, 4, 12, 4, 8, 8, 8, 4, ... (OEIS A084540).

Some additional exact values are given by

lambda^*(22) = (3sqrt(11)-7sqrt(2))(10-3sqrt(11))

(29)

lambda^*(30) = (sqrt(3)-sqrt(2))^2(2-sqrt(3))(sqrt(6)-sqrt(5))(4-sqrt(15))

(30)

lambda^*(34) = (sqrt(2)-1)^2(3sqrt(2)-sqrt(17))×(sqrt(297+72sqrt(17))-sqrt(296+72sqrt(17)))

(31)

lambda^*(42) = (sqrt(2)-1)^2(2-sqrt(3))^2(sqrt(7)-sqrt(6))(8-3sqrt(7))

(32)

lambda^*(58) = (13sqrt(58)-99)(sqrt(2)-1)^6

(33)

lambda^*(210) = (sqrt(2)-1)^2(2-sqrt(3))(sqrt(7)-sqrt(6))^2(8-3sqrt(7))×(sqrt(10)-3)^2(4-sqrt(15))^2(sqrt(15)-sqrt(14))(6-sqrt(35)).

(34)

Exact values can also be found for rational r, including

lambda^*(1/2) = sqrt(2(sqrt(2)-1))

(35)

lambda^*(1/3) = 1/2sqrt(2+sqrt(3))

(36)

lambda^*(2/3) = (2-sqrt(3))(sqrt(2)+sqrt(3))

(37)

lambda^*(1/4) = 2sqrt(3sqrt(2)-4)

(38)

lambda^*(3/4) = (x^8+3328x^6+768x^4-8192x^2+4096)_3

(39)

lambda^*(1/5) = sqrt(1/2+sqrt(sqrt(5)-2))

(40)

lambda^*(2/5) = (sqrt(10)-3)(sqrt(2)+1)^2

(41)

lambda^*(3/5) = 1/4sqrt(8+sqrt(3/2(23-7sqrt(5))))

(42)

lambda^*(4/5) = (x^8-280x^7-292x^6-680x^5+2758x^4-680x^3-292x^2-280x+1)_2

(43)

lambda^*(2/(29)) = (13sqrt(58)-99)(sqrt(2)+1)^6,

(44)

where (P(x))_n is a polynomial root.

lambda^*(r) is related to the Ramanujan g- and G-functions by

lambda^*(n) = 1/2(sqrt(1+G_n^(-12))-sqrt(1-G_n^(-12)))

(45)

lambda^*(n) = g_n^6(sqrt(g_n^(12)+g_n^(-12))-g_n^6).

(46)



REFERENCES:

Borwein, J. M. and Borwein, P. B. Pi & the AGM: A Study in Analytic Number Theory and Computational Complexity. New York: Wiley, pp. 139 and 298, 1987.

Bowman, F. Introduction to Elliptic Functions, with Applications. New York: Dover, pp. 75, 95, and 98, 1961.

Conway, J. H. and Norton, S. P. "Monstrous Moonshine." Bull. London Math. Soc. 11, 308-339, 1979.

Selberg, A. and Chowla, S. "On Epstein's Zeta-Function." J. reine angew. Math. 227, 86-110, 1967.

Sloane, N. J. A. Sequences A029845, A084540, and A115977 in "The On-Line Encyclopedia of Integer Sequences."

Watson, G. N. "Some Singular Moduli (1)." Quart. J. Math. 3, 81-98, 1932.




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.