ランデン変換
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ランデン変換 (Landen's transformation) は、数学において楕円積分や楕円関数の母数を増減させる恒等式。楕円関数の数値計算に有用である。
目次 |
[編集] 楕円積分のランデン変換とガウス変換
第一種楕円積分

につき、次の恒等式をランデン変換という。

同じく、次の恒等式をガウス変換という。

[編集] ランデン変換の導出
ランデン変換は


の置換により導かれる。

sinβを陽にすると


cos2(2β) + 2ksin2αcos(2β) + k2sin2α − 1 + sin2α = 0


[編集] ガウス変換の導出
ガウス変換は


の置換により導かれる。

sinβを陽にすると




sinβ + ksin2αsinβ − (1 + k)sinα = 0

[編集] 楕円関数のランデン変換
次の恒等式を楕円関数の上昇ランデン変換という。



次の恒等式を楕円関数の下降ランデン変換という。



当初の母数が0 < k < 1であれば、上昇ランデン変換は母数を増加させ、下降ランデン変換は母数を減少させる。上昇ランデン変換を繰り返すことにより、母数が1に収束し、楕円関数は双曲線関数に近似される。下降ランデン変換を繰り返すことにより、母数が0に収束し、楕円関数は三角関数に近似される。この性質により、ランデン変換は楕円関数の数値計算に有用である。
[編集] 導出
楕円積分のランデン変換により

のときに



であるから



である。楕円積分のガウス変換により

のときに



であるから

であるが、uを
に改め、kを
に改めれば



[編集] 虚数変換
上昇ランデン変換と下降ランデン変換は虚数変換により交替する。

上昇ランデン変換により

虚数変換により

iuをuと書き、
をkと書けば

となるが、これは下降ランデン変換である。
[編集] 出典
最終更新 2009年9月9日 (水) 15:03 (日時は個人設定で未設定ならばUTC)。
【ランデン変換】変更履歴

