المرجع الالكتروني للمعلوماتية
المرجع الألكتروني للمعلوماتية

الرياضيات
عدد المواضيع في هذا القسم 9761 موضوعاً
تاريخ الرياضيات
الرياضيات المتقطعة
الجبر
الهندسة
المعادلات التفاضلية و التكاملية
التحليل
علماء الرياضيات

Untitled Document
أبحث عن شيء أخر
النقل البحري
2024-11-06
النظام الإقليمي العربي
2024-11-06
تربية الماشية في جمهورية كوريا الشعبية الديمقراطية
2024-11-06
تقييم الموارد المائية في الوطن العربي
2024-11-06
تقسيم الامطار في الوطن العربي
2024-11-06
تربية الماشية في الهند
2024-11-06

Sphere Packing
13-2-2020
Weak Law of Large Numbers
25-4-2021
تفسير المحيط الأعظم والبحر الخضمّ في تأويل كتاب الله العزيز المحكم
2024-09-27
غزوة الحديبية والهدنة بين النبي وقريش
2024-11-01
مكونات العسل
10-05-2015
محمد بن الحسن بن رمضان النحوي
12-08-2015

Icosahedral Equation  
  
1985   03:30 مساءً   date: 19-1-2019
Author : Crass, S
Book or Source : Solving the Quintic by Iteration in Three Dimensions" 9 Mar 1999
Page and Part : ...


Read More
Date: 4-3-2017 1088
Date: 4-3-2017 1203
Date: 13-2-2019 550

Icosahedral Equation

 IcosahedralEquationOrientations

There are a number of algebraic equations known as the icosahedral equation, all of which derive from the projective geometry of the icosahedron. Consider an icosahedron centered (0,0,0), oriented with z-axis along a fivefold (C_5) rotational symmetry axis, and with one of the top five edges lying in the xz-plane (left figure). In this figure, vertices are shown in black, face centers in red, and edge midpoints in blue.

IcosahedralEquationProjections

The simplest icosahedral equation is defined by projecting the vertices of the icosahedron with unit circumradius using a stereographic projection from the south pole of its circumsphere onto the plane z=0, and expressing these vertex locations (interpreted as complex quantities in the complex xy-plane) as roots of an algebraic equation. The resulting projection is shown as the left figure above, with black dots being the vertex positions. The resulting equation is

 f(z,1)=z(z^(10)+11z^5-1)=0,

(1)

where z here refers to the coordinate in the complex plane (not the height above the projection plane), and the equation is of order 11 instead of 12 since the vertex at (0,0,-1) is transformed to infinity and has been omitted. Writing the above equation in symmetric form gives

 f(u,v)=uv(u^(10)+11u^5v^5-v^(10)).

(2)

If the icosahedron with unit inradius is instead projected (second figure above), the equation expressing the positions of the face centers (red dots) is given by

 H(z,1)=z^(20)-228z^(15)+494z^(10)+228z^5+1,

(3)

or in symmetric form,

 H(u,v)=u^(20)+v^(20)+228(u^5v^(15)-u^(15)v^5)+494u^(10)v^(10).

(4)

Finally, if the icosahedron with unit midradius is projected (right figure above), the equation expressing the positions of the edge midpoints (blue dots) is given by

 T(z,1)=z^(30)+522z^(25)-10005z^(20)-10005z^(10)-522z^5+1,

(5)

or in symmetric form,

 T(u,v)=u^(30)+v^(30)+522(u^(25)v^5-u^5v^(25))-10005(u^(20)v^(10)+u^(10)v^(20)).

(6)

Note that because these equations involve variables to multiples of the power 5, rotating the solid by 2pi/10 radians changes transforms the quantities from z^5 to (ze^(2pii/10))^5=-z^5, producing the same equations modulo minus signs in odd powers of z^5, corresponding to flipping the positions of the roots about the imaginary axis.

Combining f(u,v) and T(u,v) gives a general equation commonly known as "the" icosahedral equation,

 I(u,v,Z)=f(u,v)-T(u,v)Z=0.

(7)

Hunt (1996) considers a "dehomogenized" icosahedral equation given by

(8)

IcosahedralEquationOrientations2IcosahedralEquationProjections2

If the icosahedron is instead oriented so that the top and bottom faces are parallel to the xy-plane, the corresponding equation giving its projected vertices is

 z^(12)+11sqrt(5)z^9-33z^6-11sqrt(5)z^3+1.

(9)


REFERENCES:

Crass, S. "Solving the Quintic by Iteration in Three Dimensions" 9 Mar 1999. http://arxiv.org/abs/math.DS/9903054.

Doyle, P. and McMullen, C. "Solving the Quintic by Iteration." Acta Math. 163, 151-180, 1989.

Fricke, R. Lehrbuch der Algebra, Vol. 2. Braunschweig, Germany: Vieweg, 1926.

Hunt, B. The Geometry of Some Special Arithmetic Quotients. New York: Springer-Verlag, p. 146, 1996.

King, R. B. and Cranfield, E. R. Comput. Math. Appl. 24, 13, 1992.

Klein, F. "Further Investigations on the Icosahedron." Math. Ann. 121, 503, 1877.

Klein, F. "Sull' equazione dell' Icosaedro nella risoluzione delle equazioni del quinto grado [per funzioni ellittiche]." Reale Istituto Lombardo, Rendiconto, Ser. 2 10, 1877.

Klein, F. Lectures on the Icosahedron and the Solution of Equations of the Fifth Degree. New York: Dover, 1956. Republished with commentaries by P. Slodowy, Basel: Birkhäuser, 1993.

Magot, N. and Zvonkin, A. "Belyi Functions for Archimedean Solids." Disc. Math. 217, 249-271, 2000.

McKean, H. and Moll, V. Elliptic Curves: Function Theory, Geometry, Arithmetic. Cambridge, England: Cambridge University Press, 1997.

Trott, M. "Solution of Quintics with Hypergeometric Functions." §3.13 in The Mathematica GuideBook for Symbolics. New York: Springer-Verlag, 2005.




الجبر أحد الفروع الرئيسية في الرياضيات، حيث إن التمكن من الرياضيات يعتمد على الفهم السليم للجبر. ويستخدم المهندسون والعلماء الجبر يومياً، وتعول المشاريع التجارية والصناعية على الجبر لحل الكثير من المعضلات التي تتعرض لها. ونظراً لأهمية الجبر في الحياة العصرية فإنه يدرّس في المدارس والجامعات في جميع أنحاء العالم. ويُعجب الكثير من الدارسين للجبر بقدرته وفائدته الكبيرتين، إذ باستخدام الجبر يمكن للمرء أن يحل كثيرًا من المسائل التي يتعذر حلها باستخدام الحساب فقط.وجاء اسمه من كتاب عالم الرياضيات والفلك والرحالة محمد بن موسى الخورازمي.


يعتبر علم المثلثات Trigonometry علماً عربياً ، فرياضيو العرب فضلوا علم المثلثات عن علم الفلك كأنهما علمين متداخلين ، ونظموه تنظيماً فيه لكثير من الدقة ، وقد كان اليونان يستعملون وتر CORDE ضعف القوسي قياس الزوايا ، فاستعاض رياضيو العرب عن الوتر بالجيب SINUS فأنت هذه الاستعاضة إلى تسهيل كثير من الاعمال الرياضية.

تعتبر المعادلات التفاضلية خير وسيلة لوصف معظم المـسائل الهندسـية والرياضـية والعلمية على حد سواء، إذ يتضح ذلك جليا في وصف عمليات انتقال الحرارة، جريان الموائـع، الحركة الموجية، الدوائر الإلكترونية فضلاً عن استخدامها في مسائل الهياكل الإنشائية والوصف الرياضي للتفاعلات الكيميائية.
ففي في الرياضيات, يطلق اسم المعادلات التفاضلية على المعادلات التي تحوي مشتقات و تفاضلات لبعض الدوال الرياضية و تظهر فيها بشكل متغيرات المعادلة . و يكون الهدف من حل هذه المعادلات هو إيجاد هذه الدوال الرياضية التي تحقق مشتقات هذه المعادلات.