雅可比橢圓函式

雅可比橢圓函式

雅可比橢圓函式是雙周期的亞純函式,屬於橢圓餘弦橢圓正切,與圓函式三角函式)相似。

基本介紹

  • 中文名:雅可比橢圓函式
  • 外文名:Jacobian elliptic function
  • 反函式:雙周期的亞純函式
  • 分類:橢圓餘弦橢圓正切
  • 關係:與圓函式三角函式)相似
  • 學科:數理科學
雅可比橢圓函式的定義,雅可比橢圓函式的性質,加法定理,函式的平方之間的關係,反函式,用Θ函式來定義,常微分方程的解[編輯],

雅可比橢圓函式的定義

雅可比橢圓函式有十二種,各對映到某個矩形的頂點連線。此諸頂點記作
視此矩形為複數平面的一部分,
是原點,
是實軸上的一點
稱作四分之一周期。
十二個橢圓函式分別記為
。為方便起見,取變數
意指矩形上的任一對頂點,則函式
是滿足以下性質的周期亞純函式:
是單零點,
是單極點。
方向的周期等於
距離的兩倍。對另兩個從
出發的方向,
亦滿足同樣性質。
在頂點
的展式首項係數均為一。
表列如次:
函式周期零點極點留數

















是整數
一般而言,須以平行四邊形代替上述矩形,以考慮更一般的周期。

雅可比橢圓函式的性質

特殊點的值
z
0
K/2
K
iK'/2
K+iK'/2
iK'
K+iK'
sn(z)
0
(1+k'^2)^(-1/2)
1
ik^(-1/2)
k^(-1/2)

1/k
cn(z)
1
sqr(k'/(1+k'))
0
sqr((k+1)/k)
-sqr((k-1)/k)

-ik'/k
dn(z)
1
k'^(1/2)
k'
sqr(1+k)
sqr(1-k)

0

  sn(mK+niK±z)誘導公式表
╲m
n╲
-1
0
1
2
2p
-1
-dn(z)/(k*cn(z))
±1/(k*sn(z))
dn(z)/(k*cn(z))
負正1/(k*sn(z))
0
-cn(z)/dn(z)
±sn(z)
cn(z)/dn(z)
負正sn(z)
1
-dn(z)/(k*cn(z))
±1/(k*sn(z))
dn(z)/(k*cn(z))
負正1/(k*sn(z))
2
-cn(z)/dn(z)
±sn(z)
cn(z)/dn(z)
負正sn(z)
2q
(-1)^p*sn(z)
cn(mK+niK±z)
╲m
n╲
-1
0
1
2
2p
-1
-(ik')/(kcn(z))
±(idn(z))/(ksn(z))
(ik')/(kcn(z))
負正(idn(z))/(ksn(z))
0
±(k'sn(z))/dn(z)
cn(z)
負正(k'sn(z))/dn(z)
-cn(z)
1
(ik')/(kcn(z))
負正(idn(z))/(ksn(z))
-(ik')/(kcn(z))
±(idn(z))/(ksn(z))
2
負正(k'sn(z))/dn(z)
-cn(z)
±(k'sn(z))/dn(z)
cn(z)
2q
(-1)^(p+q)*cn(z)
dn(mK+niK±z)
╲m
n╲
-1
0
1
2
p
-1
負正(ik'sn(z))/cn(z)
±(icn(z))/sn(z)
負正(ik'sn(z))/cn(z)
±(icn(z))/sn(z)
0
k'/dn(z)
dn(z)
k'/dn(z)
dn(z)
1
±(ik'sn(z))/cn(z)
負正(icn(z))/sn(z)
±(ik'sn(z))/cn(z)
負正(icn(z))/sn(z)
2
-k'/dn(z)
-dn(z)
-k'/dn(z)
-dn(z)
q
(-1)^q*dn(z)
基本關係
可見,雅可比橢圓函式的關係與圓函式三角函式)相似。

加法定理

由此可見 (cn,sn,dn) 描出射影空間
中兩個二次曲面之交,這同構於一條橢圓曲線。曲線上的運算由下列加法公式描述:

函式的平方之間的關係

反函式

用Θ函式來定義

雅可比橢圓函式也可以用Θ函式來定義。如果我們把
簡寫為
,把
分別簡寫為
(Theta常數),那么橢圓模k
。如果我們設
,我們便有:

常微分方程的解[編輯]

三個基本的雅可比橢圓函式的導數為:
根據以上的加法定理,可知它們是以下非線性常微分方程的解:
是微分方程
的解;
是微分方程
的解;
是微分方程
的解。

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