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

خصائص القاعدة الجنائية الموضوعية
18-4-2017
كيف نمرض
22-04-2015
القوانين محددة الفترة
24-3-2016
الشيعة تكونت يوم صفين
18-11-2016
Diachronic form-to-function mapping
16-4-2022
خلافة عمر بن الخطاب
15-11-2016

Klein,s Absolute Invariant  
  
2120   01:53 صباحاً   date: 23-4-2019
Author : Cohn, H
Book or Source : Introduction to the Construction of Class Fields. New York: Dover
Page and Part : ...


Read More
Date: 18-8-2018 1471
Date: 21-5-2019 1451
Date: 21-7-2019 1503

Klein's Absolute Invariant

 

KleinJReal
 
 
             
  Min Max      

KleinJReImAbs
 
 
  Min   Max    
  Re    
  Im      

Let omega_1 and omega_2 be periods of a doubly periodic function, with tau=omega_2/omega_1 the half-period ratio a number with I[tau]!=0. Then Klein's absolute invariant (also called Klein's modular function) is defined as

 J(omega_1,omega_2)=(g_2^3(omega_1,omega_2))/(Delta(omega_1,omega_2)),

(1)

where g_2 and g_3 are the invariants of the Weierstrass elliptic function with modular discriminant

 Delta=g_2^3-27g_3^2

(2)

(Klein 1877). If tau in H, where H is the upper half-plane, then

 J(tau)=J(1,tau)=J(omega_1,omega_2)

(3)

is a function of the ratio tau only, as are g_2g_3, and Delta. Furthermore, g_2(tau)g_3(tau)Delta(tau), and J(tau) are analytic in H(Apostol 1997, p. 15).

Klein's absolute invariant is implemented in the Wolfram Language as KleinInvariantJ[tau].

The function J(tau) is the same as the j-function, modulo a constant multiplicative factor.

Every rational function of J is a modular function, and every modular function can be expressed as a rational functionof J (Apostol 1997, p. 40).

Klein's invariant can be given explicitly by

J(tau) = 4/(27)([1-lambda(tau)+lambda^2(tau)]^3)/(lambda^2(tau)[1-lambda(tau)]^2)

(4)

= ([E_4(tau)]^3)/([E_4(tau)]^3-[E_6(tau)^2])

(5)

(Klein 1878-1879, Cohn 1994), where lambda(tau) is the elliptic lambda function

 lambda(tau)=[(theta_2(0,q))/(theta_3(0,q))]^4,

(6)

theta_i(0,q) is a Jacobi theta function, the E_i(tau) are Eisenstein series, and q is the nome. Klein's invariant can also be simply expressed in terms of the five Weber functions f(tau)f_1(tau)f_2(tau)gamma_2(tau), and gamma_3(tau).

J(tau) is invariant under a unimodular transformation, so

 J((atau+b)/(ctau+d))=J(tau),

(7)

and J(tau) is a modular function. J(tau) takes on the special values

J(rho=e^(2pii/3)) = 0

(8)

J(i) = 1

(9)

J(iinfty) = infty.

(10)

J(tau) satisfies the functional equations

J(tau) = J(tau+1)

(11)

J(tau) = J(-1/tau).

(12)

It satisfies a number of beautiful multiple-argument identities, including the duplication formula

J(tau) = f(t)

(13)

J(2tau) = f(1/t)

(14)

with

t = 1/(64)[(eta(tau))/(eta(2tau))]^(24)

(15)

f(u) = ((u+4)^3)/(27u^2)

(16)

and eta(z) the Dedekind eta function, the triplication formula

J(tau) = g(t)

(17)

J(3tau) = g(1/t),

(18)

with

t = 1/(27)[(eta(tau))/(eta(3tau))]^(12)

(19)

g(u) = ((u+1)(u+9)^3)/(64u^3),

(20)

and the quintuplication formula

1728J(tau) = h(t)

(21)

1728J(5tau) = h(5/t),

(22)

with

t = 1/5[(eta(tau))/(eta(5tau))]^6

(23)

h(u) = (5(u^2+50u+125)^3)/(u^5).

(24)

KleinsAbsoluteInvariantPic

Plotting the real or imaginary part of J(tau) in the complex plane produces a beautiful fractal-like structure, illustrated above.

 


REFERENCES:

Apostol, T. M. "Klein's Modular Function J(tau)," "Invariance of J Under Unimodular Transformation," "The Fourier Expansions of Delta(tau) and J(tau)," "Special Values of J," and "Modular Functions as Rational Functions of J." §1.12-1.13, 1.15, and 2.5-2.6 in Modular Functions and Dirichlet Series in Number Theory, 2nd ed. New York: Springer-Verlag, pp. 15-18, 20-22, and 39-40, 1997.

Brezhnev, Y. V. "Uniformisation: On the Burnside Curve y^2=x^5-x." 9 Dec 2001. http://arxiv.org/abs/math.CA/0111150.

Borwein, J. M. and Borwein, P. B. Pi & the AGM: A Study in Analytic Number Theory and Computational Complexity. New York: Wiley, pp. 115 and 179, 1987.

Cohn, H. Introduction to the Construction of Class Fields. New York: Dover, p. 73, 1994.

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

Klein, F. "Über die Transformation der elliptischen Funktionen und die Auflösung der Gleichungen fünften Grades." Math. Ann.14, 111-172, 1878-1879.

Nesterenko, Yu. V. A Course on Algebraic Independence: Lectures at IHP 1999. Unpublished manuscript. 1999.




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.