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雅可比虚数变换


雅可比虚数变换将椭圆函数与同类型但具有不同自变量的其他椭圆函数相关联。对于雅可比椭圆函数 snu, cnu, 和 dnu, 这些变换是

sn(iu,k)=i(sn(u,k^'))/(cn(u,k^'))
(1)
cn(iu,k)=1/(cn(u,k^'))
(2)
dn(iu,k)=(dn(u,k^'))/(cn(u,k^')),
(3)

其中 k椭圆模量,而 k^'=sqrt(1-k^2)互补模量 (Abramowitz and Stegun 1972; Whittaker and Watson 1990, p. 505)。

对于雅可比 theta 函数,雅可比虚数变换给出

theta_1(z|tau)=-i(-itau)^(-1/2)e^(itau^'z^2/pi)theta_1(ztau^'|tau^')
(4)
theta_2(z|tau)=(-itau)^(-1/2)e^(itau^'z^2/pi)theta_4(ztau^'|tau^')
(5)
theta_3(z|tau)=(-itau)^(-1/2)e^(itau^'z^2/pi)theta_3(ztau^'|tau^')
(6)
theta_4(z|tau)=(-itau)^(-1/2)e^(itau^'z^2/pi)theta_2(ztau^'|tau^'),
(7)

其中

 tau^'=-1/tau,
(8)

并且 (-itau)^(-1/2) 被解释为满足 |arg(-itau)|<pi/2 (Whittaker and Watson 1990, p. 475)。

方程 (6) 可以写成泛函方程

 theta(x)=theta_3(0|ix)=theta_3(0,e^(-pix))=x^(-1/2)theta(x^(-1)),
(9)

其中 x=-itautau半周期比率 (Davenport 1980, p. 62)。这种形式对于计算小 x>0theta(x) 非常有用,因为那时 theta(1/x) 的级数比 theta(x) 的级数收敛得更快。在 1859 年的论文中,黎曼在他的黎曼 zeta 函数泛函方程的证明之一中使用了 theta 函数的这个泛函方程 (Davenport 1980)。

这些变换最初由雅可比 (1828) 获得,但泊松 (1827) 先前获得了一个等效于四个公式之一的公式,并且从中另外三个公式可以从初等代数中得出 (Whittaker and Watson 1990, p. 475)。


另请参阅

雅可比椭圆函数, 雅可比 Theta 函数

本条目的部分内容由 Jonathan Sondow (作者链接) 贡献

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参考文献

Abramowitz, M. 和 Stegun, I. A. (Eds.). 数学函数手册,包含公式、图表和数学表格,第 9 版。 New York: Dover, pp. 592 和 595, 1972.Borwein, J. M. 和 Borwein, P. B. Pi 与 AGM:解析数论与计算复杂性研究。 New York: Wiley, p. 73, 1987.Davenport, H. 乘法数论,第二版。 New York: Springer-Verlag, 1980.Jacobi, C. G. J. "关于椭圆函数的一系列注释。" J. reine angew. Math. 3, 403-404, 1828. Reprinted in 全集,第 1 卷。 Providence, RI: Amer. Math. Soc., pp. 264-265, 1969.Landsberg, G. "关于高斯和的理论和 Theta 函数的线性变换。" J. reine angew. Math. 111, 234-253, 1893.Poisson, S. 科学院回忆录 6, 592, 1827.Riemann, G. F. B. "关于给定大小以下的素数数量。" Monatsber. Königl. Preuss. Akad. Wiss. Berlin, 671-680, 11 月 1859.Reprinted in 连续统和其他专著 (Ed. H. Weyl). New York: Chelsea, 1972.Whittaker, E. T. 和 Watson, G. N. "雅可比虚数变换。" §21.51 in 现代分析教程,第 4 版。 Cambridge, England: Cambridge University Press, pp. 474-476 和 505, 1990.

在 Wolfram|Alpha 中被引用

雅可比虚数变换

引用为

Sondow, JonathanWeisstein, Eric W. "雅可比虚数变换。" 来自 MathWorld--Wolfram Web 资源。 https://mathworld.net.cn/JacobisImaginaryTransformation.html

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