تاريخ الرياضيات
الاعداد و نظريتها
تاريخ التحليل
تار يخ الجبر
الهندسة و التبلوجي
الرياضيات في الحضارات المختلفة
العربية
اليونانية
البابلية
الصينية
المايا
المصرية
الهندية
الرياضيات المتقطعة
المنطق
اسس الرياضيات
فلسفة الرياضيات
مواضيع عامة في المنطق
الجبر
الجبر الخطي
الجبر المجرد
الجبر البولياني
مواضيع عامة في الجبر
الضبابية
نظرية المجموعات
نظرية الزمر
نظرية الحلقات والحقول
نظرية الاعداد
نظرية الفئات
حساب المتجهات
المتتاليات-المتسلسلات
المصفوفات و نظريتها
المثلثات
الهندسة
الهندسة المستوية
الهندسة غير المستوية
مواضيع عامة في الهندسة
التفاضل و التكامل
المعادلات التفاضلية و التكاملية
معادلات تفاضلية
معادلات تكاملية
مواضيع عامة في المعادلات
التحليل
التحليل العددي
التحليل العقدي
التحليل الدالي
مواضيع عامة في التحليل
التحليل الحقيقي
التبلوجيا
نظرية الالعاب
الاحتمالات و الاحصاء
نظرية التحكم
بحوث العمليات
نظرية الكم
الشفرات
الرياضيات التطبيقية
نظريات ومبرهنات
علماء الرياضيات
500AD
500-1499
1000to1499
1500to1599
1600to1649
1650to1699
1700to1749
1750to1779
1780to1799
1800to1819
1820to1829
1830to1839
1840to1849
1850to1859
1860to1864
1865to1869
1870to1874
1875to1879
1880to1884
1885to1889
1890to1894
1895to1899
1900to1904
1905to1909
1910to1914
1915to1919
1920to1924
1925to1929
1930to1939
1940to the present
علماء الرياضيات
الرياضيات في العلوم الاخرى
بحوث و اطاريح جامعية
هل تعلم
طرائق التدريس
الرياضيات العامة
نظرية البيان
Elliptic Integral of the First Kind
المؤلف:
Abramowitz, M. and Stegun, I. A.
المصدر:
"Elliptic Integrals." Ch. 17 in Handbook of Mathematical Functions with Formulas, Graphs, and Mathematical Tables, 9th printing. New York: Dover
الجزء والصفحة:
...
25-4-2019
4661
Let the elliptic modulus satisfy
, and the Jacobi amplitude be given by
with
. The incomplete elliptic integral of the first kind is then defined as
![]() |
(1) |
The elliptic integral of the first kind is implemented in the Wolfram Language as EllipticF[phi, m] (note the use of the parameter instead of the modulus
).
Letting
![]() |
![]() |
![]() |
(2) |
![]() |
![]() |
![]() |
(3) |
![]() |
![]() |
![]() |
(4) |
Equation (1) can be written as
![]() |
![]() |
![]() |
(5) |
![]() |
![]() |
![]() |
(6) |
Letting
![]() |
![]() |
![]() |
(7) |
![]() |
![]() |
![]() |
(8) |
then the integral can also be written as
![]() |
(9) |
where is the complementary elliptic modulus.
The inverse function of is given by the Jacobi amplitude
![]() |
(10) |
The integral
![]() |
(11) |
which arises in computing the period of a pendulum, is also an elliptic integral of the first kind. Use
![]() |
![]() |
![]() |
(12) |
![]() |
![]() |
![]() |
(13) |
to write
![]() |
![]() |
![]() |
(14) |
![]() |
![]() |
![]() |
(15) |
![]() |
![]() |
![]() |
(16) |
so
![]() |
(17) |
Now let
![]() |
(18) |
so the angle is transformed to
![]() |
(19) |
which ranges from 0 to as
varies from 0 to
. Taking the differential gives
![]() |
(20) |
or
![]() |
(21) |
Plugging this in gives
![]() |
![]() |
![]() |
(22) |
![]() |
![]() |
![]() |
(23) |
![]() |
![]() |
![]() |
(24) |
so
![]() |
![]() |
![]() |
(25) |
![]() |
![]() |
![]() |
(26) |
Making the slightly different substitution , so
leads to an equivalent, but more complicated expression involving an incomplete elliptic integral of the first kind,
![]() |
![]() |
![]() |
(27) |
![]() |
![]() |
![]() |
(28) |
Therefore, the identity
![]() |
(29) |
holds over at least some region of the complex plane. The region of applicability is , which is shown above.
The elliptic integral of the first kind satisfies
![]() |
(30) |
Special values of include
![]() |
![]() |
![]() |
(31) |
![]() |
![]() |
![]() |
(32) |
where is known as the complete elliptic integral of the first kind.
REFERENCES:
Abramowitz, M. and Stegun, I. A. (Eds.). "Elliptic Integrals." Ch. 17 in Handbook of Mathematical Functions with Formulas, Graphs, and Mathematical Tables, 9th printing. New York: Dover, pp. 587-607, 1972.
Gradshteyn, I. S. and Ryzhik, I. M. Tables of Integrals, Series, and Products, 6th ed. San Diego, CA: Academic Press, 2000.
Spanier, J. and Oldham, K. B. "The Complete Elliptic Integrals and
" and "The Incomplete Elliptic Integrals
and
." Chs. 61-62 in An Atlas of Functions. Washington, DC: Hemisphere, pp. 609-633, 1987.
Tölke, F. "Parameterfunktionen." Ch. 3 in Praktische Funktionenlehre, zweiter Band: Theta-Funktionen und spezielle Weierstraßsche Funktionen. Berlin: Springer-Verlag, pp. 83-115, 1966.
Tölke, F. "Umkehrfunktionen der Jacobischen elliptischen Funktionen und elliptische Normalintegrale erster Gattung. Elliptische Amplitudenfunktionen sowie Legendresche F- und E-Funktion. Elliptische Normalintegrale zweiter Gattung. Jacobische Zeta- und Heumansche Lambda-Funktionen," and "Normalintegrale dritter Gattung. Legendresche -Funktion. Zurückführung des allgemeinen elliptischen Integrals auf Normalintegrale erster, zweiter, und dritter Gattung." Chs. 6-7 in Praktische Funktionenlehre, dritter Band: Jacobische elliptische Funktionen, Legendresche elliptische Normalintegrale und spezielle Weierstraßsche Zeta- und Sigma Funktionen. Berlin: Springer-Verlag, pp. 58-144, 1967.
Whittaker, E. T. and Watson, G. N. A Course in Modern Analysis, 4th ed. Cambridge, England: Cambridge University Press, 1990.
Zwillinger, D. Handbook of Differential Equations, 3rd ed. Boston, MA: Academic Press, p. 122, 1997.