1

المرجع الالكتروني للمعلوماتية

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

الرياضيات : تاريخ الرياضيات : تاريخ التحليل :

Elliptic functions and integrals

المؤلف:  R Cooke

المصدر:  Elliptic integrals and functions

الجزء والصفحة:  ...

11-10-2015

1478

 

The terminology for elliptic integrals and functions has changed during their investigation. What were originally called elliptic functions are now called elliptic integrals and the term elliptic functions reserved for a different idea. We will therefore use modern terminology throughout this article to avoid confusion.

It is important to understand how mathematicians thought differently at different periods. Early algebraists had to prove their formulas by geometry. Similarly early workers with integration considered their problems solved if they could relate an integral to a geometric object.

Many integrals arose from attempts to solve mechanical problems. For example the period of a simple pendulum was found to be related to an integral which expressed arc length but no form could be found in terms of 'simple' functions. The same was true for the deflection of a thin elastic bar.

The study of elliptical integrals can be said to start in 1655 when Wallis began to study the arc length of an ellipse. In fact he considered the arc lengths of various cycloids and related these arc lengths to that of the ellipse. Both Wallis and Newton published an infinite series expansion for the arc length of the ellipse.

At this point we should give a definition of an elliptic integral. It is one of the form

∫ r(x, √p(x) )dx

where r(x,y) is a rational function in two variables and p(x) is a polynomial of degree 3 or 4 with no repeated roots.

In 1679 Jacob Bernoulli attempted to find the arc length of a spiral and encountered an example of an elliptic integral.

Jacob Bernoulli, in 1694, made an important step in the theory of elliptic integrals. He examined the shape the an elastic rod will take if compressed at the ends. He showed that the curve satisfied

ds/dt = 1/√(1 - t4)

then introduced the lemniscate curve

(x2+y2)2 = (x2-y2)

whose arc length is given by the integral from 0 to x of

dt/√(1 - t4)

This integral, which is clearly satisfies the above definition so is an elliptic integral, became known as the lemniscate integral.

This is a particularly simple case of an elliptic integral. Notice for example that it is similar in form to the function sin-1(x) which is given by the integral from 0 to x of

dt/√(1 - t2)

The other good features of the lemniscate integral are the fact that it is general enough for many of its properties to be generalised to more general elliptic functions, yet the geometric intuition from the arc length of the lemniscate curve aids understanding.

In the year 1694 Jacob Bernoulli considered another elliptic integral

∫ t2 dt/√(1 - t4)

and conjectured that it could not be expressed in terms of 'known' functions, sin, exp, sin-1

______________________________________________________________________________________________

  1. R Ayoub, The lemniscate and Fagnano's contributions to elliptic integrals, Archive for History of Exact Sciences 29 (2) (1984), 131-149.
  2. R Cooke, Elliptic integrals and functions, in I Grattan-Guinness (ed.), Companion Encyclopedia of the History and Philosophy of the Mathematical Sciences (London, 1994), 529-539.
  3. R Fricke, Elliptische Funktionen, in Encyklopädie der mathematischen Wissenchaften 2 (3) (1913), 177-348.
  4. R M Porter, Historical development of the elliptic integral (Spanish), Congress of the Mexican Mathematical Society (Mexico City, 1989), 133-156.
  5. M Rosen, Abel's theorem on the lemniscate, Amer. Math. Monthly 88 (1981), 387-395.
  6. E I Slavutin, Euler's works on elliptic integrals (Russian), History and methodology of the natural sciences XIV: Mathematics (Moscow, 1973), 181-189.
  7. L A Sorokina, Legendre's works on the theory of elliptic integrals (Russian), Istor.-Mat. Issled. 27 (1983), 163-178.
  8. J Stillwell, Mathematics and history (New York, Berlin, Heidelberg, 1989), 152-167.

 

EN

تصفح الموقع بالشكل العمودي