Эллиптические интегралы и интегральные функции
Эллиптические интегралы и интегральные функции
В ядро системы Mathematica входят эллиптические функции и функции вычисления эллиптических интегралов:
-
EllipticE [m] — полный эллиптический интеграл Е(т);
-
EllipticE [phi, m] — эллиптический интеграл второго рода Е(Ф\т);
-
EllipticExp [u, {a, b}] — обобщенный экспоненциал, связанный с эллиптической кривой у
2
= х
3
+ ах
2
+ bx,
-
EllipticExpPrime [и, {а, Ь}] — производная по первому аргументу EllipticExp[u, {a, b}];
-
Elliptic? [phi, m] — эллиптический интеграл первого рода Р(Ф\т);
-
EllipticK[m] — полный эллиптический интеграл первого рода К(т)\
-
EllipticLog [ {х, у}, {а, Ь}] — обобщенный логарифм, связанный ц эллиптической кривой у
2
= л
3
+ а х
2
+ b т,
-
EllipticNomeQ [m] — возвращает значение q = Exp[-PiEllipticK[l - m]/EllipticK[m]];
-
Elliptic?! [n, phi, m] — эллиптический интеграл третьего рода П(и; Ф\т);
-
Elliptic?! [n, m] — полный эллиптический интеграл П(п|т);
-
EllipticTheta [i, z, q] — эллиптическая тета-функция &.(z, q), где i = i, 2, 3 или 4;
-
EllipticThetaC [u, m] — эллиптическая тета-функция Невилла $
с
(и, т);
-
EllipticThetaD [u, m] — эллиптическая тета-функция Невилла $
d
(u, m);
-
EllipticThetaN [u, m] — эллиптическая тета-функция Невилла $
п
(и,
m
)
;
-
EllipticThetaPrime [i, z, q] — производная по второму аргументу эллиптической тета-функции в .(z, q), где i= I, 2, 3 или 4;
-
EllipticThetaS [u, m] — эллиптическая тета-функция Невилла u
s
(w, т);
-
FresnelCfx] — интеграл Френеля С(х),
-
FresnelS[x] — интеграл Френеля S(x);
-
InverseJacobi** [v, m] — обратная эллиптическая функция Якоби с обобщенным названием **. Возможны следующие наименования для **: CD , CN, CS, DC, DN, DS, NC, ND, NS, SC, SD И SN;
-
JacobiAmplitude [u, m] — амплитуда для эллиптических функций Якоби;
-
Jacobian — опция для FindRoot; может применяться для указания якобиана системы функций, для которых ищется корень;
-
Jacob!** [u, m] — эллиптическая функция Якоби с обобщенным именем **, которое может принимать значения CD, CN, CS, DC, DN, DS, NC, ND, NS, SC, SD и SN;
-
JacobiSymbol [n, m] — символ Якоби от n и in;
-
JacobiZeta [phi, m] — дзета-функция Якоби Z(Ф|m);
-
WeierstrassP [u, g2, g3] — эллиптическая функция Вейерштрасса Р,
-
WeierstrassPPrime [u, g2, g3] — производная эллиптической функции Вейерштрасса Р'по переменной и.
Приведем примеры использования некоторых из этих функций.
Ввод (In)
|
Вывод (Out)
|
EllipticE[0.1]
|
1.53076
|
EllipticE[Pi,0.1]
|
3.06152
|
EllipticF [Pi/2 ,0.1]
|
1.61244
|
EllipticPi[Pi,0.1]
|
-0.0266412- 1.09088 I
|
EllipticK[0.l]
|
1.61244
|
FresnelC[1.0]
|
0.779893
|
FresnelSfl.0]
|
0.438259
|
JacobiCD[l,0.2]
|
0.605887
|
JacobiZeta [ Pi , 0 . 5]
|
0
|
WeierstrassPPrime [1. ,2. ,3.]
|
-1.31741
|
Эллиптические функции (интегралы) широко используются в оптических расчетах и в астрофизике. На рис. 6.9 показаны графики некоторых эллиптических функций.
Рисунок 6.10 показывает построение контурного графика на комплексной плоскости с параметрическим заданием функций, выраженных через функцию Якоби и эллиптические интегралы. Нетрудно заметить, что график описывает довольно сложную и специфическую поверхность, содержащую периодические пики и впадины.
Читателю рекомендуется просмотреть ряд других примеров на использование функций данного раздела (например, в справочной базе данных системы Mathematica).
Содержание раздела