exponenta event banner

ellipticE

Полные и неполные эллиптические интегралы второго рода

Описание

Примеры

Найти полные эллиптические интегралы второго рода

Вычислите полные эллиптические интегралы второго рода для этих чисел. Поскольку эти числа не являются символическими объектами, получаются результаты с плавающей запятой.

s = [ellipticE(-10.5), ellipticE(-pi/4),...
 ellipticE(0),  ellipticE(1)]
s =
    3.7096    1.8443    1.5708    1.0000

Вычислите полный эллиптический интеграл второго рода для тех же чисел, преобразованных в символические объекты. Для большинства символических (точных) чисел, ellipticE возвращает неразрешенные символьные вызовы.

s = [ellipticE(sym(-10.5)), ellipticE(sym(-pi/4)),...
 ellipticE(sym(0)),  ellipticE(sym(1))]
s =
[ ellipticE(-21/2), ellipticE(-pi/4), pi/2, 1]

Использовать vpa для аппроксимации этого результата числами с плавающей запятой:

vpa(s, 10)
ans =
[ 3.70961391, 1.844349247, 1.570796327, 1.0]

Дифференцировать эллиптические интегралы второго рода

Дифференцируйте эти выражения, используя эллиптические интегралы второго рода. ellipticK и ellipticF представляют полный и неполный эллиптические интегралы первого рода соответственно.

syms m
diff(ellipticE(pi/3, m))
diff(ellipticE(m^2), m, 2)
ans =
ellipticE(pi/3, m)/(2*m) - ellipticF(pi/3, m)/(2*m)
 
ans =
2*m*((ellipticE(m^2)/(2*m^2) -...
ellipticK(m^2)/(2*m^2))/m - ellipticE(m^2)/m^3 +...
ellipticK(m^2)/m^3 + (ellipticK(m^2)/m +...
ellipticE(m^2)/(m*(m^2 - 1)))/(2*m^2)) +...
ellipticE(m^2)/m^2 - ellipticK(m^2)/m^2

Эллиптический интеграл для матричного ввода

Звонить ellipticE для этой символьной матрицы. Если входной аргумент является матрицей, ellipticE вычисляет полный эллиптический интеграл второго рода для каждого элемента.

ellipticE(sym([1/3 1; 1/2 0]))
ans =
[ ellipticE(1/3),    1]
[ ellipticE(1/2), pi/2]

Печать полных и неполных эллиптических интегралов второго рода

Постройте график неполных эллиптических интегралов ellipticE(phi,m) для phi = pi/4 и phi = pi/3. Также постройте график полного эллиптического интеграла ellipticE(m).

syms m
fplot([ellipticE(pi/4,m) ellipticE(pi/3,m) ellipticE(m)])

title('Elliptic integrals of the second kind')
legend('E(\pi/4|m)','E(\pi/3|m)','E(m)','Location','Best')
grid on

Figure contains an axes. The axes with title Elliptic integrals of the second kind contains 3 objects of type functionline. These objects represent E(\pi/4|m), E(\pi/3|m), E(m).

Входные аргументы

свернуть все

Ввод, определяемый как число, вектор, матрица или массив, или символьное число, переменная, массив, функция или выражение.

Ввод, определяемый как число, вектор, матрица или массив, или символьное число, переменная, массив, функция или выражение.

Подробнее

свернуть все

Неполный эллиптический интеграл второго рода

Неполный эллиптический интеграл второго рода определяется следующим образом:

E (startm) =∫0φ1−msin2θdθ

Обратите внимание, что некоторые определения используют эллиптический модуль k или модульный угол α вместо параметра m. Они связаны как m = k2  = sin2α.

Полный эллиптический интеграл второго рода

Полный эллиптический интеграл второго рода определяется следующим образом:

E (m) = E (α2 | m) =∫0π/21−msin2θdθ

Обратите внимание, что некоторые определения используют эллиптический модуль k или модульный угол α вместо параметра m. Они связаны как m = k2  = sin2α.

Совет

  • ellipticE возвращает результаты с плавающей запятой для числовых аргументов, не являющихся символьными объектами.

  • Для большинства символических (точных) чисел, ellipticE возвращает неразрешенные символьные вызовы. Аппроксимировать такие результаты с числами с плавающей запятой можно с помощью vpa.

  • Если m является вектором или матрицей, то ellipticE(m) возвращает полный эллиптический интеграл второго рода, вычисленный для каждого элемента m.

  • По крайней мере один входной аргумент должен быть скаляром, либо оба аргумента должны быть векторами или матрицами одного размера. Если один входной аргумент является скаляром, а другой - вектором или матрицей, то ellipticE расширяет скаляр в вектор или матрицу того же размера, что и другой аргумент со всеми элементами, равными этому скаляру.

  • ellipticE(pi/2, m) = ellipticE(m).

Альтернативы

Вы можете использовать ellipke вычислять эллиптические интегралы первого и второго видов в одном вызове функции.

Ссылки

[1] Милн-Томсон, Л. М. «Эллиптические интегралы». Справочник по математическим функциям с формулами, графиками и математическими таблицами. (М. Абрамовиц и И. А. Стегун, ред.). Нью-Йорк: Дувр, 1972.

Представлен в R2013a