Оба параметра sm и cm имеют период вдоль действительной оси с бета -функцией и гамма -функцией : [5]
Они удовлетворяют тождеству . Параметрическая функция параметризует кубическую кривую Ферма , представляя знаковую площадь, лежащую между отрезком от начала координат до , отрезком от начала координат до и кривой Ферма, аналогично соотношению между аргументом тригонометрических функций и площадью сектора единичного круга. [6] Чтобы увидеть, почему, применим теорему Грина :
Обратите внимание, что область между и можно разбить на три части, каждая площадью :
Симметрии
Функция имеет нули в комплекснозначных точках для любых целых чисел и , где — кубический корень из единицы ( то есть — целое число Эйзенштейна ). Функция имеет нули в комплекснозначных точках . Обе функции имеют полюса в комплекснозначных точках .
На действительной прямой , что аналогично .
Фундаментальные отражения, вращения и переносы
Оба cm и sm коммутируют с комплексным сопряжением,
Аналогично четности тригонометрических функций (косинус — четная функция , а синус — нечетная функция ), функция Диксона cm инвариантна относительно поворотов комплексной плоскости, а повороты области определения sm вызывают повороты области определения:
Каждая эллиптическая функция Диксона инвариантна относительно сдвигов на целые числа Эйзенштейна, масштабированные по
Отрицание каждого из cm и sm эквивалентно переводу другого,
Для переводов по дайте
Конкретные ценности
Более конкретные значения
Сумма и разность тождеств
Эллиптические функции Диксона удовлетворяют тождествам суммы и разности аргументов: [8]
Эти формулы можно использовать для вычисления комплекснозначных функций в действительных компонентах: [ необходима ссылка ]
Многоаргументные идентичности
Тождества дублирования и утроения аргументов могут быть получены из тождества суммы: [9]
Мы также можем записать это как обратный интеграл:
В терминах эллиптические функции Диксона можно записать: [13]
Аналогично, эллиптическую функцию Вейерштрасса можно записать через эллиптические функции Диксона:
Эллиптические функции Якоби
Эллиптические функции Диксона также можно выразить с помощью эллиптических функций Якоби , что впервые было обнаружено Кэли . [14] Пусть , , , , и . Тогда пусть
,
Наконец, эллиптические функции Диксона имеют вид:
Обобщенная тригонометрия
Несколько определений обобщенных тригонометрических функций включают обычные тригонометрические синус и косинус как частный случай, а также функции sm и cm как частный случай. [15]
Например, определение интеграла и его обратных значений:
Площадь в положительном квадранте под кривой равна
Эллиптические функции Диксона представляют собой конформные отображения равностороннего треугольника на диск и поэтому полезны для построения многогранных конформных проекций , включающих равносторонние треугольники, например, проецирования сферы на треугольник, шестиугольник, тетраэдр , октаэдр или икосаэдр. [16]
^ Диксон (1890), Диллнер (1873). Диллнер использует символы
^ Диксон (1890), Ван Фоссен Конрад и Флажоле (2005), Робинсон (2019).
^ Отображение для общего правильного многоугольника описано в работе Шварца (1869).
^ ван Фоссен Конрад и Флажолет (2005), с. 6.
^ Диллнер (1873) называет период . Диксон (1890) называет его ; Адамс (1925) и Робинсон (2019) каждый называют его . Ван Фоссен Конрад и Флажоле (2005) называют его . См. также OEIS A197374.
^ Диксон (1890), Ван Фоссен Конрад и Флажоле (2005)
^ Темные области представляют нули, а яркие области представляют полюса. По мере того, как аргумент переходит от к , цвета проходят через голубой, синий ( ), магнета, красный ( ), оранжевый, желтый ( ), зеленый и обратно к голубой ( ).
^ Диксон (1890), Адамс (1925)
^ Диксон (1890), стр. 185–186. Робинсон (2019).
^ Адамс (1925)
^ ван Фоссен Конрад и Флажолет (2005). См. также OEIS A104133, A104134.
^ Рейнхардт и Уокер (2010)
^ Чаплинг (2018), Робинсон (2019). Адамс (1925) вместо этого выражает эллиптические функции Диксона через эллиптическую функцию Вейерштрасса
^ ван Фоссен Конрад и Флажолет (2005), стр.38
^ Лундберг (1879 г.), Граммель (1948 г.), Шелупский (1959 г.), Бургойн (1964 г.), Гамбини, Николетти и Рителли (2021 г.).
^ Адамс (1925), Кокс (1935), Магис (1938), Ли (1973), Ли (1976), Макилрой (2011), Чаплинг (2016).
Ссылки
OS Adams (1925). Эллиптические функции, применяемые к конформным картам мира (№ 297). Типография правительства США. ftp://ftp.library.noaa.gov/docs.lib/htdocs/rescue/cgs_specpubs/QB275U35no1121925.pdf
R. Bacher & P. Flajolet (2010) «Псевдофакториалы, эллиптические функции и непрерывные дроби» Журнал Ramanujan 21(1), 71–97. https://arxiv.org/pdf/0901.1379.pdf
А. Кэли (1882) «Сведение к эллиптическим интегралам». Вестник математики 11, 142–143. https://gdz.sub.uni-goettingen.de/id/PPN599484047_0011?tify={%22pages%22:%5b146%5d}
Ф. Д. Бергойн (1964) «Обобщенные тригонометрические функции». Математика вычислений 18(86), 314–316. https://www.jstor.org/stable/2003310
А. Кэли (1883) «О решении уравнения x 3 + y 3 − 1 = 0 с помощью эллиптической функции », Труды Кембриджского философского общества 4, 106–109. https://archive.org/details/proceedingsofcam4188083camb/page/106/
Р. Чаплинг (2016) «Инвариантные мероморфные функции на группах обоев». https://arxiv.org/pdf/1608.05677
Дж. Ф. Кокс (1935) «Представление всей поверхности земли в равностороннем треугольнике», Bulletin de la Classe des Sciences, Académie Royale de Belgique 5e , 21, 66–71.
Г. Диллнер (1873) «Traité de Calcul Géométrique Superieur», глава 16, Nova acta Regiae Societatis Scientiarum Upsaliensis, Ser. III 8, 94–102. https://archive.org/details/novaactaregiaeso38kung/page/94/
Диксон, AC (1890). «О двоякопериодических функциях, возникающих из кривой x3 + y3 − 3αxy = 1». Quarterly Journal of Pure and Applied Mathematics . XXIV : 167– 233.
А. Диксон (1894) Элементарные свойства эллиптических функций . Макмиллиан. https://archive.org/details/elempropellipt00dixorich/
Ван Фоссен Конрад, Эрик; Флажоле, Филипп (2005). "Кубическая функция Ферма, эллиптические функции, непрерывные дроби и комбинаторная экскурсия". Séminaire Lotharingien de Combinatoire . 54 : Статья. B54g, 44. arXiv : math/0507268 . Bibcode :2005math......7268V. MR 2223029.
А. Гамбини, Дж. Николетти и Д. Рителли (2021) «Кеплерова тригонометрия». Monatshefte für Mathematik 195 (1), 55–72. https://doi.org/10.1007/s00605-021-01512-0
Р. Граммель (1948) «Eine Verallgemeinerung der Kreis-und Hyperbelfunktionen». Архив математики 1 (1), 47–51. https://doi.org/10.1007/BF02038206
JC Langer & DA Singer (2014) «Трифоль». Миланский журнал математики 82(1), 161–182. https://case.edu/artsci/math/langer/jlpreprints/Trefoil.pdf
М. Лоран (1949) «Таблицы эллиптических функций Диксона для интервала 0–0, 1030». Бюллетень Королевской академии наук Бельгии, Classe des Sciences , 35, 439–450.
LP Lee (1973) «Конформная тетраэдрическая проекция с некоторыми практическими приложениями». The Cartographic Journal , 10(1), 22–28. https://doi.org/10.1179/caj.1973.10.1.22
LP Lee (1976) Конформные проекции на основе эллиптических функций. Торонто: BV Gutsell, Йоркский университет. Cartographica Monographs No. 16. ISBN 0-919870-16-3 . Приложение No. 1 к The Canadian Cartographer 13.
Э. Лундберг (1879) «Гипергониометрическая функция вариабельного комплекса». Рукопись, 1879 г. Перевод Яака Пеэтре «О гипергониометрических функциях комплексных переменных». https://web.archive.org/web/20161024183030/http://www.maths.lth.se/matematiklu/personal/jaak/hypergf.ps
Ж. Магис (1938) «Расчет канев де ла репрезентация, соответствующая всей сфере в равностороннем треугольнике». Бюллетень Géodésique 59 (1), 247–256. http://doi.org/10.1007/BF03029866
MD McIlroy (2011) «Карты обоев». Надежные и исторические вычисления . Springer. 358–375. https://link.springer.com/chapter/10.1007/978-3-642-24541-1_27
WP Reinhardt & PL Walker (2010) «Эллиптические и модулярные функции Вейерштрасса», Цифровая библиотека математических функций NIST , §23.5(v). https://dlmf.nist.gov/23.5#v
PL Robinson (2019) «Эллиптические функции Диксона». https://arxiv.org/abs/1901.04296
BR Seth & FP White (1934) «Крутение балок, поперечное сечение которых представляет собой правильный многоугольник с n сторонами». Математические труды Кембриджского философского общества , 30(2), 139. http://doi.org/10.1017/s0305004100016558
Д. Шелупский (1959) «Обобщение тригонометрических функций». The American Mathematical Monthly 66(10), 879–884. https://www.jstor.org/stable/2309789