Вопрос о решении Эрмита 1858 года уравнения пятой степени с использованием эллиптических модульных функций и его связи с работами Гаусса и Якоби.

Общее уравнение пятой степени не может быть решено с помощью радикалов и показано в знаменательной и далеко идущей работе Галуа 1832 года, которая стала образцом современной теории групп и теории Галуа. Однако общее уравнение квинтики можно привести к радикальной форме Бринга (с помощью преобразования Чирнхауса), и эту форму квинтики можно каким-то образом решить, используя идеи из теории эллиптических функций. Я действительно не знаком с этими материалами, поэтому и задаю этот вопрос.

Согласно тому, что я читал, Эрмит основывал свою конструкцию на результатах Якоби и замечаниях самого Галуа (в последней статье Галуа) — эти результаты касаются так называемой «проблемы преобразования эллиптических интегралов»; ан н Преобразование эллиптического интеграла го порядка приводит к модульному уравнению, которое на самом деле является ( н + 1 ) полиномиальное уравнение й степени от двух переменных, и эти переменные каким-то образом связаны с эллиптическим интегралом. Эрмит основывал свое доказательство на 5 преобразование Якоби 1-го порядка.

Для полноты исторического рассуждения, согласно п.4 книги "Многогранники Гессе, инвариантная теория и гипергеометрические функции Аппеля", преобразования 3,5 и 7-го порядка были известны Гауссу с 1808 г., а по другому источнику Гауссу также сделал несколько очень важных замечаний по проблеме преобразования любого нечетного порядка.

Поэтому мои вопросы носят как объяснительный, так и исторический характер:

  • Что такое «задача преобразования эллиптических интегралов» и как она связана с решением полиномиальных уравнений? Я хочу немного больше понять значение достижения Эрмита.
  • Я просто хочу знать, может ли кто-нибудь помочь найти эти преобразования в Nachlass Гаусса. Я думаю, что это где-то в разделе об эллиптических функциях в третьем томе его работы, но я совершенно не могу распознать знакомые закономерности в потоке формул в этих трудах.
Если вас интересует современное продолжение, Умемура расширил решение до всех степеней с точки зрения модульной функции Зигеля в 1984 году. Якоби в конце. Дополнительную информацию см. в книге Кинга Beyond the Quartic Equation , в которой также упоминаются Гордан и Киперт.

Ответы (1)

В общем, преобразование эллиптических интегралов (или дифференциалов) - это нахождение алгебраических решений. Ф ( Икс , у ) "=" 0 дифференциального уравнения

г Икс ф ( Икс ) "=" г у г ( у ) ,
где ф , г являются многочленами степени 3.

Впервые такое преобразование было открыто Ланденом в 1775 году, и оно называется преобразованием Ландена . Независимо оно было открыто Гауссом в 1790 г. при изучении среднего арифметико-геометрического (ранее изученного Лагранжем в 1785 г.). Но, как обычно, вся заслуга в том, к чему он прикасался, достается Гауссу.

Теория преобразований приводит к определенным алгебраическим уравнениям, называемым классическими модулярными уравнениями , которые Эрмит использовал для решения пятой части.

Подробности можно прочитать в книге Клейна "Лекции по икосаэдру и решение уравнения 5-й степени". Для современного изложения вы можете обратиться к книге Джонатана и Питера Борвейн, Пи и AGM.

Оригинальные документы: Hermite CR 46 (1858) 508-515. Кронекер (упрощенное доказательство): CR 46 (1858) 1150-1152.

Обобщение на уравнения произвольной степени: Х. Умемура, Решение алгебраических уравнений с тета-константами, Приложение I к книге Д. Мамфорда, Тата-лекции по тета-константам, 1983.

ваш ответ действительно помогает (вот почему я проголосовал за ваш ответ), но лишь немного. Ваш ответ помог мне понять, что «задача преобразования» означает переписать дифференциал под знаковым интегралом, заменив подынтегральную переменную новой переменной, которая связана с исходной переменной через алгебраическое соотношение ф ( Икс , у ) . Но не могли бы вы расширить дискуссию о связи с уравнением пятой степени? и каков интуитивный смысл преобразования эллиптического интеграла — можно ли его объяснить более геометрически?
Долгие обсуждения в комментариях не приветствуются. Почему бы вам не взглянуть на литературу, которую я упомянул, или на оригинальные статьи? Они не длинные. Я добавил ссылки.
Изучал ли это преобразование Эйлер, когда он обобщал результат Фаньяно об удвоении лемнискатной дуги?