Кіріспе
Периодтық математикалық функциялар класы. Комплекстік анализ математикалық саласында эллипстік функциялар – екі периодтылық шартын қанағаттандыратын мероморфтық функциялардың ерекше түрі. Олар эллипстік функциялар деп аталады, себебі олар эллипстік интегралдардан туындайды. Бұл интегралдар эллипстік деп аталады, өйткені олар алғаш рет эллипстің доға ұзындығын есептеу кезінде кездесті. Маңызды эллипстік функциялар – Якобидің эллипстік функциялары және Вейерштрасс функциясы. Бұл теорияны одан әрі дамыту гиперэллипстік функциялар мен модульдік формаларға алып келді.
In the mathematical field of complex analysis, elliptic functions are special kinds of meromorphic functions, that satisfy two periodicity conditions. They are named elliptic functions because they come from elliptic integrals. Those integrals are in turn named elliptic because they first were encountered for the calculation of the arc length of an ellipse. Important elliptic functions are Jacobi elliptic functions and the Weierstrass function. Further development of this theory led to hyperelliptic functions and modular forms.
Лювиль теоремалары
Келесі үш теорема Лиувилл теоремалары (1847) деп белгілі.
1-ші теорема
Голоморфты эллиптік функция тұрақты. Бұл Лиувилл теоремасының түпнұсқалық түрі және одан туындайды. Голоморфты эллиптік функция шектеулі, себебі ол өзінің барлық мәндерін компактты фундаменталды доменде қабылдайды. Осылайша, ол Лиувилл теоремасы бойынша тұрақты.
2-ші теорема
Кез келген эллиптік функцияның ℂ жазықтығында шекті саны полюстері болады және оның қалдықтарының қосындысы нөлге тең. Бұл теорема мынаны білдіреді: негізгі доменде дәл бір бірінші ретті полюсі немесе дәл бір бірінші ретті нөлі бар нөлге тең емес эллиптік функция жоқ.
Үшінші теорема
Тұрақты емес эллиптік функция кез келген мәнді көптігімен есептегенде бірдей рет қабылдайды.
Тарих
Инфинитезимальды есептеудің дамуынан кейін көп ұзамай, эллипстік функциялардың теориясын итальяндық математик Джулио ди Фагнано және швейцариялық математик Леонард Эйлер бастады. Олар лемнискатаның доға ұзындығын есептеуге тырысқанда, 3 және 4 дәрежелі көпмүшелердің квадрат түбірін қамтитын интегралдарға кезесті. Бұл интегралдарды элементар функциялар арқылы шешу мүмкін емес екені анық болды. Фагнано 1750 жылы эллипстік интегралдар арасындағы алгебралық байланысты байқады, бірақ оның идеялары 1786 жылға дейін дамытылмады, Лежендр «Эллипс доғалары арқылы интеграциялау туралы естеліктер» атты еңбегін жариялағанға дейін. Лежендр кейіннен эллипстік интегралдарды зерттеді және оларды эллипстік функциялар деп атады. Ол үш түрге жіктеуді енгізді, бұл сол кездегі теорияны қарапайымдастырудың маңызды қадамы болды. Лежендрдің басқа маңызды еңбектері: «Эллипстік трансценденттер туралы естелік» (1792), «Интегралдық есептеу жаттығулары» (1811–1817), «Эллипстік функциялар туралы трактат» (1825–1832). Лежендрдің еңбектері математиктер тарапынан 1826 жылға дейін көптеген жылдар бойы назардан тыс қалды. Кейін Нильс Хенрик Абель мен Карл Густав Якоби зерттеулерді жаңартты және осы салада жаңа нәтижелерге қол жеткізді. Олар бастапқыда эллипстік интеграл функциясын кері функцияға айналдырды. 1829 жылы Якобидің ұсынысы бойынша, осы кері функциялар эллипстік функциялар деп аталатын болды. Якобидің ең маңызды еңбектерінің бірі – 1829 жылы жарық көрген «Fundamenta nova theoriae functionum ellipticarum». Эйлер тапқан қосым теоремасы Абель тарапынан 1829 жылы жалпы түрінде формулировкаланып, дәлелденді. Сол кезде эллипстік функциялардың теориясы және екі рет периодты функциялардың теориясы екі бөлек теория ретінде қарастырылды. Оларды 1856 жылы Бриот және Буке біріктірді. Гаус эллипстік функциялардың көптеген қасиеттерін 30 жыл бұрын ашқан болатын, бірақ осы тақырыпта ешқандай жариялым жасаған жоқ.