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 المرجع الالكتروني للمعلوماتية
حمى التيفوس الوبائي Epidemic Typhus Fever
2024-12-22
الهيكل المحوري Axial Skeleton
2024-12-22
الموقوفون لأمر الله
2024-12-22
سبعة أبواب لجنهم
2024-12-22
مناخ السفانا Aw
2024-12-22
جحود الكافرين لآيات الله الباهرات
2024-12-22


Dedekind Eta Function  
  
2589   12:54 صباحاً   date: 22-4-2019
Author : Apostol, T. M.
Book or Source : "The Dedekind Eta Function." Ch. 3 in Modular Functions and Dirichlet Series in Number Theory, 2nd ed. New York: Springer-Verlag,
Page and Part : ...


Read More
Date: 25-8-2019 2800
Date: 24-9-2018 2094
Date: 30-9-2019 2520

Dedekind Eta Function

 

DedekindEtaReal
 
 
             
  Min Max      

The Dedekind eta function is defined over the upper half-plane H={tau:I[tau]>0} by

eta(tau) = q^_^(1/24)(q^_)_infty

(1)

= q^_^(1/24)product_(k=1)^(infty)(1-q^_^k)

(2)

= q^_^(1/24)sum_(n=-infty)^(infty)(-1)^nq^_^(n(3n-1)/2)

(3)

= sum_(n=-infty)^(infty)(-1)^nq^_^((6n-1)^2/24)

(4)

= q^_^(1/24){1+sum_(n=1)^(infty)(-1)^n[q^_^(n(3n-1)/2)+q^_^(n(3n+1)/2)]}

(5)

= q^_^(1/24)(1-q^_-q^_^2+q^_^5+q^_^7-q^_^(12)-...)

(6)

(OEIS A010815), where q^_=e^(2piitau) is the square of the nome qtau is the half-period ratio, and (q)_infty is a q-series (Weber 1902, pp. 85 and 112; Atkin and Morain 1993; Berndt 1994, p. 139).

The Dedekind eta function is implemented in the Wolfram Language as DedekindEta[tau].

Rewriting the definition in terms of q^_ explicitly in terms of the half-period ratio tau gives the product

 eta(tau)=e^(piitau/12)product_(k=1)^infty(1-e^(2piiktau)).

(7)

DedekindEtaReImAbs
 
 
  Min   Max    
  Re    
  Im      

It is illustrated above in the complex plane.

eta(tau) is a modular form first introduced by Dedekind in 1877, and is related to the modular discriminant of the Weierstrass elliptic function by

 Delta(tau)=(2pi)^(12)[eta(tau)]^(24)

(8)

(Apostol 1997, p. 47).

A compact closed form for the derivative is given by

 (deta(tau))/(dtau)=i/pieta(tau)zeta(1;g_2,g_3),

(9)

where zeta(z;g_2,g_3) is the Weierstrass zeta function and g_2 and g_3 are the invariants corresponding to the half-periods (1,tau). The derivative of eta(tau) satisfies

 -4piid/(dtau)ln[eta(tau)]=G_2(tau),

(10)

where G_2(tau) is an Eisenstein series, and

 d/(dtau)ln[eta(-1/tau)]=d/(dtau)ln[eta(tau)]+1/2d/(dtau)ln(-itau).

(11)

A special value is given by

eta(i) = (Gamma(1/4))/(2pi^(3/4))

(12)

= 0.7682254...

(13)

(OEIS A091343), where Gamma(z) is the gamma function. Another special case is

P = (x^3-x-1)_1

(14)

= (e^(ipi/24)eta(tau_0))/(sqrt(2)eta(2tau_0))

(15)

= 1.3247179572...

(16)

where P is the plastic constant, (P(x))_n denotes a polynomial root, and tau_0=(1+isqrt(23))/2.

Letting zeta_(24)=e^(2pii/24)=e^(pii/12) be a root of unity, eta(tau) satisfies

eta(tau+1) = zeta_(24)eta(tau)

(17)

eta(tau+n) = zeta_(24)^neta(tau)

(18)

eta(-1/tau) = sqrt(-itau)eta(tau)

(19)

where n is an integer (Weber 1902, p. 113; Atkin and Morain 1993; Apostol 1997, p. 47). The Dedekind eta function is related to the Jacobi theta function theta_2 by

 eta(q^_)=(theta_2(1/6pi,q^_^(1/6)))/(sqrt(3))

(20)

(Weber 1902, Vol. 3, p. 112) and

 theta_3(0,e^(piitau))=(eta^2(1/2(tau+1)))/(eta(tau+1))

(21)

(Apostol 1997, p. 91).

Macdonald (1972) has related most expansions of the form (q,q)_infty^c to affine root systems. Exceptions not included in Macdonald's treatment include c=2, found by Hecke and Rogers, c=4, found by Ramanujan, and c=26, found by Atkin (Leininger and Milne 1999). Using the Dedekind eta function, the Jacobi triple product identity

 (q,q)_infty^3=sum_(n=0)^infty(-1)^n(2n+1)q^(n(n+1)/2)

(22)

can be written

 eta^3(tau)=sum_(n=0)^infty(-1)^n(2n+1)q^_^((2n+1)^2/8)

(23)

(Jacobi 1829, Hardy and Wright 1979, Hirschhorn 1999, Leininger and Milne 1999).

Dedekind's functional equation states that if [a b; c d] in Gamma, where Gamma is the modular group Gamma, c>0, and tau in H(where H is the upper half-plane), then

 eta((atau+b)/(ctau+d))=epsilon(a,b,c,d)[sqrt(-i(ctau+d))]eta(tau),

(24)

where

 epsilon(a,b,c,d)=exp[pii((a+d)/(12c)+s(-d,c))],

(25)

and

 s(h,k)=sum_(r=1)^(k-1)r/k((hr)/k-|_(hr)/k_|-1/2)

(26)

is a Dedekind sum (Apostol 1997, pp. 52-57), with |_x_| the floor function.


REFERENCES:

Apostol, T. M. "The Dedekind Eta Function." Ch. 3 in Modular Functions and Dirichlet Series in Number Theory, 2nd ed. New York: Springer-Verlag, pp. 47-73, 1997.

Atkin, A. O. L. and Morain, F. "Elliptic Curves and Primality Proving." Math. Comput. 61, 29-68, 1993.

Berndt, B. C. Ramanujan's Notebooks, Part IV. New York: Springer-Verlag, 1994.

Bhargava, S. and Somashekara, D. "Some Eta-Function Identities Deducible from Ramanujan's _1psi_1 Summation." J. Math. Anal. Appl. 176, 554-560, 1993.

Hardy, G. H. and Wright, E. M. An Introduction to the Theory of Numbers, 5th ed. Oxford, England: Clarendon Press, 1979.

Hirschhorn, M. D. "Another Short Proof of Ramanujan's Mod 5 Partition Congruences, and More." Amer. Math. Monthly 106, 580-583, 1999.

Jacobi, C. G. J. Fundamenta Nova Theoriae Functionum Ellipticarum. Königsberg, Germany: Regiomonti, Sumtibus fratrum Borntraeger, p. 90, 1829.

Leininger, V. E. and Milne, S. C. "Expansions for (q)_infty^(n^2+n) and Basic Hypergeometric Series in U(n)." Discr. Math. 204, 281-317, 1999a.

Leininger, V. E. and Milne, S. C. "Some New Infinite Families of eta-Function Identities." Methods Appl. Anal. 6, 225-248, 1999b.

Köhler, G. "Some Eta-Identities Arising from Theta Series." Math. Scand. 66, 147-154, 1990.

Macdonald, I. G. "Affine Root Systems and Dedekind's eta-Function." Invent. Math. 15, 91-143, 1972.

Ramanujan, S. "On Certain Arithmetical Functions." Trans. Cambridge Philos. Soc. 22, 159-184, 1916.

Siegel, C. L. "A Simple Proof of eta(-1/tau)=eta(tau)sqrt(tau/i)." Mathematika 1, 4, 1954.

Sloane, N. J. A. Sequences A010815, A091343, and A116397 in "The On-Line Encyclopedia of Integer Sequences."

Weber, H. Lehrbuch der Algebra, Vols. I-III. 1902. Reprinted as Lehrbuch der Algebra, Vols. I-III, 3rd rev ed. New York: Chelsea, 1979.




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.