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III. Abschnitt. § 3. Integration unendlicher Reihen
und darin ist
J.
(10)
F(k, cp) = j
dcp
k 2 sin* <p }
(5)
wo die obere Grenze cp jenen Bogen aus dem Intervalle ^0, bedeutet,
welcher der früheren oberen Grenze x entspricht; bei cp — — , was dem
früheren x = 1 entspricht, zeigt nämlich diese Form nichts Besonderes
mehr. (4) ist die algebraische, (5) die trigonometrische Form des ellip
tischen Normalintegrals erster Gattung, das bei vielen Anwendungen der
Analysis auf Geometrie und Mechanik auftritt; die obere Grenze cp heißt
die Amplitude, h der Modul des Integrals.
Um die Berechnung in der Gestalt (4) durchzuführen, entwickelt
man (1 — h 2 x 9j )~^ in eine Potenzreihe, was für alle Werte 0<i£ 2 <^l zu
lässig ist, da h 2 < 1 vorausgesetzt wird; man erhält
(1 - l 2 x 2 )~% = 1 + 4 ¥x 2 + ~~¥x l +
und daraus weiter
X
I
dx
V(i - * 2 )(i
(6)
T C X%Pdx /7^
0
die Werte aller dieser Integrale sind durch die Formel 257, (35) be-
1 • 3 ... (2 p — 1)
wobei
stimmt, indem
2 p
2 • 4 ., . 2 p
arcsm x
]/'l — tf 2 ( r 9p- 1 2 P 1 r ip-
2» ' 2p 2
+
2p
(2 p — l)(2p
31
x 2 ^-'°-\ +
(2p — 1) • . . 3
#} ist.
(8)
(2p~2)(2p — 4)" 1 1 (2^) — 2)... 2 .
Geht man von der trigonometrischen Gestalt (5) aus und entwickelt
(1 — Je 2 sin 2 cpf - = 1 + ~ sin 2 <P + \ 4 ^ sin 4 9> + * • •>
so kommt ^;j^=4=== = J 0 + + • • • (9)
o
& 2 sin 2 qp