Das Additionstheorem für die elliptischen Integrale der dritten Art.
Setzt man hier
A = 1 + a sin 7, tp, B = 2 a cosili Vi — k 2 sm 2 ip, C = a (a + k 2 sin 2 tp),
B ! -4AC = -4a(l + a) (a + k 2 )sm 2 ip,
so ist
so dass wenn
a (1 + a) (a -f- k 2 ) = D,
die erste Form gilt, wenn D<C0, die zweite wenn D > 0. Die Grösse
Vß 3 — 4 A C ist = + 2 sin tp V~ D,
je ob simp positiv oder negativ. Im erstem Falle heisst das Integral
1 , /T+2 n sin tp V— D'
=iC
D V
im zweiten
2 sin ip V ~ D NP — 2/usmip V
—)•
— D'
1
C~P — 2 fi sin tp V — D>
| 1
2 sin tp V — D
^P+2 fi sin tp V — D'' 1
^ 2 sin tp V — D ^
T + 2 /i sin ipV — D
2 n sin ipV
=)■
- I)S
Demnach ist allgemein
A
s in tp 8 / (
2 V
- D V
1+ a sin 2 ip -+- 2 afi cos ip Vl — k 2 sin 2 ip -+- a (a -f- k 2 sm 2 ip)
1 + a sin 2 tp + a ft cos ip V i — k 2 sin 2 tp + fisintp V— D
=S).J>
1 + a sin 2 ip ri- a fi cos tp V* ~ k 3 '1' ~ ^ sin ^ ^ '
)» D>0.
<0,
1 fl sin ,p Vd
= —are (¿¿r = —, :—-—,
V D 1+ a sin 2 ip -+- a ß cos ip y 1 — k 2 sin" ip
Hängt jtt von qp ah, ist z. B, ¿u = sin ca sin cp, wo oo von qp äbhängt mit
telst (39), natürlich aber ip als konstant behandelt wird, so folgt aus dieser
Gleichung, wenn man nach cp differenzirt:
1 d
(sin ip sin <p sin ö>)
d f 1+a sin 2 ip+a sin cp sin co cos ip Vi —k 2 sin 2 »p + sm ip sin ip st« <a V-D
1+ asm 2 ip + 2 a ft cos ip Vl — k 2 sin 2 ip -f- a (a + k 2 sm 2 tp) /i 2 d( P
=_L = AA
2V— V
=5)
- D'
2 V — D ^ ^ M+a sin 2 ip+a sm <f> sm co costpY 1 — k 2 sin 2 tp — sin cp sin ip sin co V -
Hier ist nun
si« 2 ip+2 ficostp V l— k 2 sm 2 ip+k 2 ft 2 sm 2 ip=l — (costp — fiYl—k 2 sin 2 tp) 2 +fi 2 , [wegen (45')]
= 1 — cos 2 cp cos 2 co + fi 2 = sin 2 cp + sin 2 co — sin 2 cp sin 2 ca (i 2 — sin 2 cp + sin 2 co,
1+ a sin 2 ip -f-.,. = 1+ a (sin 2 cp -f- sin 2 co) + a 2 /1 2 = (1+ a sin 2 1» ) (1 + asm 2 ip) ;
sin 2 ip+sm <p cos cp sin w V1 — k 2 sin 2 tp=sin 2 ip+sm 2 <a — sin 2 tp — sin cp sin tp cos coV1 —k 2 sin 2 co
Daraus folgt
=sin 2 co —sincpsintpcosa>Y 1— k 2 sin 2 a>, [wegen (45)].
1 d .... .
—— —-—- —— (sin cp Sin tp Sin CO)
(1-I-asm“ 0) (I-f-asm <p) dep
2 V—D d< P
d /1+PV-D
P V
D i
D )
oder —— — are (tg — P Y D),
V D d( P
wenn