182. Дифференциальные уравнения для функций Якоби.
Из формул (113) и (121) непосредственно следует
Чтобы определить знак правой части, помножим обе части написанного равенства на
и положим затем
Принимая во внимание, что произведение
при
дает
а также пользуясь формулами (132), находим, что в правой части предыдущей формулы мы должны брать знак (—). Этот знак, очевидно, остается неизменным и при аналитическом продолжении функции, т. е. мы имеем
С другой стороны, дифференцируя соотношение
получим
и сравнение этих двух выражений для
дает нам
Дифференцируя затем равенства (126) и пользуясь (135), получим формулы производных для двух других функций Якоби:
Отсюда, возводя в квадрат и пользуясь (126), мы получим окончательно следующие дифференциальные уравнения для функций Якоби:
Остановимся несколько ближе на дифференциальном уравнении для функции
Полагая
можем написать
причем при
надо считать
и радикал, стоящий справа, равным единице, так как
в силу (132). Разделяя переменные и интегрируя, получаем
Отсюда видно, что функция
получается в результате обращения эллиптического интеграла первого рода в форме Лежандра. Можно показать и наоборот, что, задавая произвольное комплексное значение для числа
отличное только от 0 и 1, получим в результате обращения интеграла (138) функцию Якоби
Таким образом, элементом построения для функции Якоби вместо
может служить число k. Мы подробно исследовали интеграл (138) с точки зрения конформного преобразования для того частного случая, когда число
вещественно и заключается между нулем и единицей. В этом случае имеем один вещественный период, который мы в [168] обозначили через
и другой чисто мнимый период
Сравнивая с теперешними обозначениями, получим