■レムニスケート積分(その38)

 たとえば,3倍角の公式

  sl(3u)=sl(u)(3−6sl^4(u)−sl^8(u))/(1+6sl^4(u)−3sl^8(u))

 u=2ω/3)とおくと,sl(3u)=0であるから,

  3−6sl^4(u)−sl^8(u)=0

を満たす.この方程式の実根は

  sl(u)=(2√3−3)^1/4

である.

 一般に

[1]nが奇数のとき

  sl(nu)=sl(u)Pn(sl^4(u))/Qn(sl^4(u))

  Qn+1(x)=Qn-1(x){Qn(x)^2+xPn(x)^2}

  Pn+1(x)=2Pn(x)Qn(x)Qn-1(x)−Pn-1(x){Qn(x)^2+xPn(x)^2}

[2]nが偶数のとき

  sl(nu)=sl(u)sl’(u)Pn(sl^4(u))/Qn(sl^4(u))

  Qn+1(x)=Qn-1(x){Qn(x)^2+x(1−x)Pn(x)^2}

  Pn+1(x)=2(1−x)Pn(x)Qn(x)Qn-1(x)−Pn-1(x){Qn(x)^2+x(1−x)Pn(x)^2}

 この方法は,連分数の第n近似分数

  wn=pn/qn

を計算するう漸化式の作り方とよく似た方法であるが,これより,

  P4(x)=4(1+x)(1−6x+x^2)

  P5(x)=(5−2x+x^2)(1−12x−26x^2+52x^3+x^4)

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【1】加法定理

 任意の実数u,vに対して

  sl(u+v)={sl(u)sl’(v)+sl(v)sl’(u)}/{1+sl^2(u)sl^2(v)}

が成り立つ.

  sl(u−v)={sl(u)sl’(v)−sl(v)sl’(u)}/{1+sl^2(u)sl^2(v)}

  sl(ω/2)=1,sl’(ω/2)=0

であるから

[1]sl(u+v)+sl(u−v)=2sl(u)sl’(v)/{1+sl^2(u)sl^2(v)}

[2]sl(2u)=2sl(u)sl’(u)/{1+sl^4(u)}

[3]sl(ω/2−u)=sl’(u)/{1+sl^2(u)}

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