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書記が数学やるだけ#813 ヤコビの楕円関数の性質

楕円積分からヤコビの楕円関数の定義を示しておく。


問題


説明

ヤコビの楕円関数について,まずは楕円積分の逆関数で定義する。


ヤコビの楕円関数の性質として,三角関数に似た加法定理や微分積分が挙げられる。




解答

まずは微分について。


加法定理はsnのみ示す,計算は煩雑だが高校数学の範疇である。


逆関数による定義では定義域が-K~Kであったが,周期性により実関数へと拡張ができる。


具体例として,単振り子の厳密解を示してみる。まず,振れ角がθとなる時間tは楕円積分により表せる。


一方で,時刻tあたりの振れ角θはヤコビの楕円関数で表せる。


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