دالة ويرشتراس الإهليلجية

في الرياضيات ، الدوال الإهليلجية لوييرستراس هي دوال إهليلجية تأخذ شكلًا بسيطًا بشكل خاص. وقد سميت على اسم كارل ويييرستراس . يُشار إلى هذه الفئة من الدوال أيضًا باسم الدوال ℘ ، وعادةً ما يُشار إليها بالرمز ℘، وهو نص فريد من نوعه p . تلعب دورًا مهمًا في نظرية الدوال الإهليلجية، أي الدوال متعددة الأشكال التي تكون دورية مزدوجة . يمكن استخدام الدالة ℘ مع مشتقها لتحديد معلمات المنحنيات الإهليلجية وتولد مجال الدوال الإهليلجية بالنسبة إلى شبكة فترة معينة.

رمز دالة Weierstrass P

رمز لوظيفة Weierstrass

نموذج دالة ويرشتراس

تحفيز

لا يمكن تحديد معلمات مكعب من النموذج ، حيث هي أعداد مركبة مع ، بشكل منطقي . [1] ومع ذلك، لا يزال المرء يريد إيجاد طريقة لتحديد معلماته.

بالنسبة للدائرة التربيعية ، الدائرة الوحدوية ، يوجد معلمة (غير نسبية) باستخدام دالة الجيب ومشتقتها دالة جيب التمام: نظرًا لدورية الجيب وجيب التمام، يتم اختيار المجال، وبالتالي تكون الدالة ثنائية التقابل.

وبطريقة مماثلة، يمكن الحصول على معلمة لـ عن طريق الدالة الدورية المزدوجة (انظر القسم "العلاقة بالمنحنيات الإهليلجية"). هذه المعلمة لها المجال ، وهو مكافئ طوبولوجيًا للطور . [ 2]

هناك تشبيه آخر للدوال المثلثية. فكر في الدالة التكاملية ويمكن تبسيطها عن طريق استبدال و : وهذا يعني . لذا فإن دالة الجيب هي دالة عكسية لدالة تكاملية. [3]

الدوال الإهليلجية هي الدوال العكسية للتكاملات الإهليلجية . وعلى وجه الخصوص، لنفترض أن: عندئذٍ يكون امتداد إلى المستوى المركب يساوي الدالة -. [4] تُستخدم هذه القدرة على العكس في التحليل المركب لتوفير حل لبعض المعادلات التفاضلية غير الخطية التي تلبي خاصية بينليفيه ، أي تلك المعادلات التي تقبل الأقطاب باعتبارها تفرداتها المتحركة الوحيدة . [5]

تعريف

تصور الدالة - مع الثوابت حيث يتوافق اللون الأبيض مع القطب، والأسود مع الصفر.

ليكن عددان مركبان مستقلان خطيًا وليكن الشبكة الدورية الناتجة عن هذين العددين. عندئذٍ يتم تعريف الدالة - على النحو التالي :

تتقارب هذه السلسلة محليًا بشكل موحد مطلقًا في الحلقة المعقدة .

من الشائع استخدام و في النصف العلوي من المستوى كمولدات للشبكة . يقوم القسمة على بربط الشبكة بشكل متماثل بالشبكة مع . لأنه يمكن استبداله بـ ، دون فقدان العمومية يمكننا افتراض ، ثم تعريف .

ملكيات

  • هي دالة متعددة الأشكال ذات قطب من الدرجة 2 في كل فترة في .
  • هي دالة زوجية. وهذا يعني أنه بالنسبة لجميع ، والذي يمكن رؤيته بالطريقة التالية:
تنطبق المساواة قبل الأخيرة لأن . وبما أن المجموع يتقارب بشكل مطلق فإن إعادة الترتيب هذه لا تغير الحد.
  • المشتقة تعطى بواسطة: [6]
  • وتكون دورية مزدوجة مع الفترات و . [6] وهذا يعني: أنه يتبع ذلك أن و لكل .

توسع لوران

دع . إذن بالنسبة للدالة - يكون لها توسع لوران التالي حيث بالنسبة لما يسمى بمتسلسلة آيزنشتاين . [6]

المعادلة التفاضلية

ضع و . ثم تحقق الدالة - المعادلة التفاضلية [6] ويمكن التحقق من هذه العلاقة من خلال تكوين تركيبة خطية من قوى و لإزالة القطب عند . وهذا ينتج عنه دالة إهليلجية كاملة يجب أن تكون ثابتة وفقًا لنظرية ليوفيل . [6]

الثوابت

الجزء الحقيقي من الثابت g 3 كدالة لمربع الرقم q على القرص الوحدوي.
الجزء التخيلي من الثابت g 3 كدالة لمربع الرقم q على القرص الوحدوي.

تُعرف معاملات المعادلة التفاضلية أعلاه g 2 و g 3 باسم الثوابت . ولأنها تعتمد على الشبكة، فيمكن اعتبارها دوال في و .

يشير توسيع السلسلة إلى أن g 2 و g 3 عبارة عن وظائف متجانسة من الدرجة −4 و−6. وهذا ينطبق على [7] بالنسبة إلى .

إذا تم اختيار و بطريقة تجعل g 2 و g 3 يمكن تفسيرهما كدالتين على النصف العلوي من المستوى .

دع . يكون لدينا: [8] وهذا يعني أن g 2 و g 3 لا يمكن قياسهما إلا من خلال القيام بذلك. تُعرف الدوال Set و As في ما يلي بالأشكال المعيارية.

يتم إعطاء سلسلة فورييه لـ و على النحو التالي: [9] حيث هي دالة القاسم و هي الاسم .

المميز المعياري

الجزء الحقيقي من المميز كدالة لمربع الرقم q على القرص الوحدوي.

يتم تعريف المميز النمطي Δ على أنه المميز للحدود المميزة للمعادلة التفاضلية على النحو التالي: المميز هو شكل نمطي للوزن 12. أي أنه تحت تأثير المجموعة النمطية ، فإنه يتحول على النحو التالي حيث مع ad  −  bc = 1. [10]

لاحظ أن حيث توجد دالة إيتا لـ Dedekind . [11]

بالنسبة لمعاملات فورييه ، انظر دالة رامانوجان تاو .

الثوابتهـ1,هـ2وهـ3

، وعادة ما يتم استخدامها للإشارة إلى قيم الدالة - في نصف الفترات. وهي مميزة في أزواج وتعتمد فقط على الشبكة وليس على مولداتها. [12]

، و هي جذور كثيرة الحدود المكعبة و مرتبطة بالمعادلة: و لأن تلك الجذور متميزة فإن المميز لا يختفي في النصف العلوي من المستوى. [13] و الآن يمكننا إعادة كتابة المعادلة التفاضلية: و هذا يعني أن نصف الفترات هي أصفار لـ .

يمكن التعبير عن الثوابت و من حيث هذه الثوابت بالطريقة التالية: [14] ، و مرتبطة بدالة لامدا المعيارية :

العلاقة مع الدوال الإهليلجية لجاكوبي

بالنسبة للعمل العددي، من المناسب غالبًا حساب دالة ويرشتراس الإهليلجية من حيث دوال جاكوبي الإهليلجية .

العلاقات الأساسية هي: [15] حيث و هي الجذور الثلاثة الموضحة أعلاه و حيث معامل k لوظائف جاكوبي يساوي وحجتها w تساوي

العلاقة مع وظائف ثيتا لجاكوبي

يمكن تمثيل الوظيفة بواسطة وظائف ثيتا لجاكوبي : حيث هو الاسم و هي نسبة الفترة . [16] وهذا يوفر أيضًا خوارزمية سريعة جدًا لحساب .

العلاقة مع المنحنيات الإهليلجية

ضع في اعتبارك تضمين المنحنى المكعب في المستوى الإسقاطي المعقد

لا يوجد معلمة منطقية لهذا المكعب، إذا . [1] في هذه الحالة يُطلق عليه أيضًا منحنى إهليلجي. ومع ذلك، يوجد معلمة في الإحداثيات المتجانسة تستخدم الدالة - ومشتقها : [17]

الآن أصبحت الخريطة ثنائية الاتجاه وتحدد معلمات المنحنى الإهليلجي .

هي مجموعة أبيلية ومساحة طوبولوجي ، مجهزة بطوبولوجيا الحاصل .

يمكن إثبات أن كل مكعب وايرشتراس معطى بهذه الطريقة. أي أنه لكل زوج مع يوجد شبكة ، بحيث

و . [18]

العبارة التي تنص على أن المنحنيات الإهليلجية يمكن تحديد معلماتها على ، تُعرف باسم نظرية الوحدات النمطية . وهي نظرية مهمة في نظرية الأعداد . وكانت جزءًا من إثبات أندرو وايلز (1995) لنظرية فيرما الأخيرة .

نظريات الجمع

دع ، بحيث . إذن لدينا: [19]

وكذلك صيغة التكرار: [19]

تحتوي هذه الصيغ أيضًا على تفسير هندسي، إذا نظرنا إلى المنحنى الإهليلجي مع التعيين كما في القسم السابق.

يمكن ترجمة هيكل المجموعة إلى المنحنى ويمكن تفسيره هندسيًا هناك:

مجموع ثلاث نقاط مختلفة في أزواج يساوي صفرًا إذا وفقط إذا كانت تقع على نفس الخط في . [20]

وهذا يعادل: حيث و . [ 21 ]

الطباعة

عادة ما تُكتب دالة ويرشتراس الإهليلجية بحرف صغير خاص ℘، وهو تدوين ويرشتراس الخاص الذي قدمه في محاضراته في الفترة من 1862 إلى 1863. [حاشية 1] لا ينبغي الخلط بينه وبين الحروف الرياضية العادية P و𝒫 و𝓅.

في الحوسبة، يتوفر الحرف ℘ كما هو الحال \wpفي TeX . وفي Unicode، تكون نقطة الرمز هي U+2118 SCRIPT CAPITAL P ( ℘, ℘ )، مع الاسم المستعار الأكثر صحة weierstrass elliptic function . [حاشية 2] وفي HTML ، يمكن الإفلات منه على هيئة . ℘

معلومات عن الشخصية
معاينة
اسم يونيكود حرف كبير في النص P / دالة ويرشتراس الإهليلجية
الترميزات عشري عرافة
يونيكود 8472 يو+2118
UTF-8 226 132 152 ه2 84 98
مرجع الأحرف الرقمية "
مرجع الأحرف المسماة &وييرب;، &ووب;

انظر أيضا

الحواشي

  1. ^ استُخدم هذا الرمز أيضًا في نسخة محاضرات فايرستراس التي نشرها شوارتز في ثمانينيات القرن التاسع عشر. كما استخدمته أيضًا الطبعة الأولى من كتاب "دورة في التحليل الحديث" للمؤلف إي تي ويتاكر في عام 1902. [22]
  2. ^ أقر اتحاد يونيكود بوجود مشكلتين في اسم الحرف: الحرف في الواقع صغير، وهو ليس حرفًا من فئة "النصوص"، مثل U+1D4C5 𝓅 MATHEMATICAL SCRIPT SMALL P ، ولكنه حرف الدالة الإهليلجية لـ Weierstrass. أضاف يونيكود الاسم المستعار كتصحيح. [23] [24]

مراجع

  1. ^ أب هوليك، كلاوس. (2012)، Elementare Algebraische Geometrie: Grundlegende Begriffe und Techniken mit zahlreichen Beispielen und Anwendungen (بالألمانية) (2.، überarb. u. erw. Aufl. 2012 ed.)، Wiesbaden: Vieweg+Teubner Verlag، p. 8، ردمك 978-3-8348-2348-9
  2. ^ رولف بوسام (2006)، Funktionentheorie 1 (في المانيا) (4.، korr. und erw. Aufl ed.)، Berlin: Springer، p. 259، ردمك 978-3-540-32058-6
  3. ^ جيريمي جراي (2015)، الواقع والمركب: تاريخ التحليل في القرن التاسع عشر (بالألمانية)، شام، ص 71، ISBN 978-3-319-23715-2{{citation}}: CS1 maint: location missing publisher (link)
  4. ^ رولف بوسام (2006)، Funktionentheorie 1 (في المانيا) (4.، korr. und erw. Aufl ed.)، Berlin: Springer، p. 294، ردمك 978-3-540-32058-6
  5. ^ Ablowitz, Mark J.; Fokas, Athanassios S. (2003). Complex Variables: Introduction and Applications . Cambridge University Press. p. 185. doi :10.1017/cbo9780511791246. ISBN 978-0-521-53429-1.
  6. ^ abcde Apostol, Tom M. (1976), Modular functions and Dirichlet series in number theory (باللغة الألمانية), New York: Springer-Verlag, p. 11, ISBN 0-387-90185-X
  7. ^ Apostol, Tom M. (1976). Modular functions and Dirichlet series in number theory. نيويورك: Springer-Verlag. ص. 14. ISBN 0-387-90185-X. OCLC  2121639.
  8. ^ Apostol, Tom M. (1976)، الوظائف المعيارية وسلسلة دي ريتشليت في نظرية الأعداد (باللغة الألمانية)، نيويورك: Springer-Verlag، ص. 14، ISBN 0-387-90185-X
  9. ^ Apostol, Tom M. (1990). Modular functions and Dirichlet series in number theory (2nd ed.). New York: Springer-Verlag. p. 20. ISBN 0-387-97127-0. OCLC  20262861.
  10. ^ Apostol, Tom M. (1976). Modular functions and Dirichlet series in number theory. نيويورك: Springer-Verlag. ص 50. ISBN 0-387-90185-X. OCLC  2121639.
  11. ^ شاندراسيخران، ك. (كومارافولو)، 1920- (1985). وظائف الاهليلجيه. برلين: سبرينغر-فيرلاغ. ص. 122. ردمك 0-387-15295-4. OCLC  12053023.{{cite book}}: CS1 maint: multiple names: authors list (link) CS1 maint: numeric names: authors list (link)
  12. ^ بوسام ، رولف (2006)، Funktionentheorie 1 (في المانيا) (4.، korr. und erw. Aufl ed.)، Berlin: Springer، p. 270، ردمك 978-3-540-32058-6
  13. ^ Apostol, Tom M. (1976)، الوظائف المعيارية وسلسلة دي ريتشليت في نظرية الأعداد (باللغة الألمانية)، نيويورك: Springer-Verlag، ص. 13، ISBN 0-387-90185-X
  14. ^ K. Chandrasekharan (1985)، الدوال الإهليلجية (بالألمانية)، Berlin: Springer-Verlag، p. 33، ردمك 0-387-15295-4
  15. ^ Korn GA, Korn TM (1961). دليل الرياضيات للعلماء والمهندسين . نيويورك: ماكجرو هيل. ص 721. LCCN  59014456.
  16. ^ Reinhardt, WP; Walker, PL (2010), "Weierstrass Elliptic and Modular Functions", in Olver, Frank WJ ; Lozier, Daniel M.; Boisvert, Ronald F.; Clark, Charles W. (eds.), NIST Handbook of Mathematical Functions , Cambridge University Press, ISBN 978-0-521-19225-5السيد 2723248 ​.
  17. ^ هوليك، كلاوس. (2012)، Elementare Algebraische Geometrie: Grundlegende Begriffe und Techniken mit zahlreichen Beispielen und Anwendungen (بالألمانية) (2.، überarb. u. erw. Aufl. 2012 ed.)، Wiesbaden: Vieweg+Teubner Verlag، p. 12، ردمك 978-3-8348-2348-9
  18. ^ هوليك، كلاوس. (2012)، Elementare Algebraische Geometrie: Grundlegende Begriffe und Techniken mit zahlreichen Beispielen und Anwendungen (بالألمانية) (2.، überarb. u. erw. Aufl. 2012 ed.)، Wiesbaden: Vieweg+Teubner Verlag، p. 111، ردمك 978-3-8348-2348-9
  19. ^ ab Rolf Busam (2006)، Funktionentheorie 1 (بالألمانية) (4.، korr. und erw. Aufl ed.)، Berlin: Springer، p. 286، ردمك 978-3-540-32058-6
  20. ^ رولف بوسام (2006)، Funktionentheorie 1 (في المانيا) (4.، korr. und erw. Aufl ed.)، Berlin: Springer، p. 287، ردمك 978-3-540-32058-6
  21. ^ رولف بوسام (2006)، Funktionentheorie 1 (في المانيا) (4.، korr. und erw. Aufl ed.)، Berlin: Springer، p. 288، ردمك 978-3-540-32058-6
  22. ^ teika kazura (2017-08-17)، الحرف ℘ الاسم والأصل؟، MathOverflow ، تم الاسترجاع في 2018-08-30
  23. ^ "الشذوذ المعروف في أسماء أحرف Unicode". Unicode Technical Note #27 . الإصدار 4. Unicode, Inc. 2017-04-10 . تم الاسترجاع في 2017-07-20 .
  24. ^ "NameAliases-10.0.0.txt". Unicode, Inc. 2017-05-06 . تم الاسترجاع في 2017-07-20 .
Retrieved from "https://en.wikipedia.org/w/index.php?title=Weierstrass_elliptic_function&oldid=1247157988"
Original text
Rate this translation
Your feedback will be used to help improve Google Translate