Funciones theta de Neville

Gráficos de las funciones theta de Neville

En matemáticas, las funciones theta de Neville, que llevan el nombre del matemático británico Eric Harold Neville (1889-1961),^[1]​ se definen de la siguiente manera:^[2]​^[3]​ ^[4]​

${\displaystyle \theta _{c}(z,m)={\frac {{\sqrt {2\pi }}\,q(m)^{1/4}}{m^{1/4}{\sqrt {K(m)}}}}\,\,\sum _{k=0}^{\infty }(q(m))^{k(k+1)}\cos \left({\frac {(2k+1)\pi z}{2K(m)}}\right)}$

${\displaystyle \theta _{d}(z,m)={\frac {\sqrt {2\pi }}{2{\sqrt {K(m)}}}}\,\,\left(1+2\,\sum _{k=1}^{\infty }(q(m))^{k^{2}}\cos \left({\frac {\pi zk}{K(m)}}\right)\right)}$

${\displaystyle \theta _{n}(z,m)={\frac {\sqrt {2\pi }}{2(1-m)^{1/4}{\sqrt {K(m)}}}}\,\,\left(1+2\sum _{k=1}^{\infty }(-1)^{k}(q(m))^{k^{2}}\cos \left({\frac {\pi zk}{K(m)}}\right)\right)}$

${\displaystyle \theta _{s}(z,m)={\frac {{\sqrt {2\pi }}\,q(m)^{1/4}}{m^{1/4}(1-m)^{1/4}{\sqrt {K(m)}}}}\,\,\sum _{k=0}^{\infty }(-1)^{k}(q(m))^{k(k+1)}\sin \left({\frac {(2k+1)\pi z}{2K(m)}}\right)}$

donde: K(m) es la integral elíptica completo del primer tipo, ${\displaystyle K'(m)=K(1-m)}$, y ${\displaystyle q(m)=e^{-\pi K'(m)/K(m)}}$ es el nomo elíptico.

Téngase en cuenta que las funciones θ_p(z,m) a veces se definen en términos del nombre q(m) y se escriben θ_p(z,q) (por ejemplo, NIST^[5]​). Las funciones también pueden escribirse en términos del parámetro τ, con el valor θ_p(z|τ) donde ${\displaystyle q=e^{i\pi \tau }}$.

Las funciones theta de Neville pueden expresarse en términos de las funciones theta de Jacobi^[5]​

${\displaystyle \theta _{s}(z|\tau )=\theta _{3}^{2}(0|\tau )\theta _{1}(z'|\tau )/\theta '_{1}(0|\tau )}$

${\displaystyle \theta _{c}(z|\tau )=\theta _{2}(z'|\tau )/\theta _{2}(0|\tau )}$

${\displaystyle \theta _{n}(z|\tau )=\theta _{4}(z'|\tau )/\theta _{4}(0|\tau )}$

${\displaystyle \theta _{d}(z|\tau )=\theta _{3}(z'|\tau )/\theta _{3}(0|\tau )}$

donde ${\displaystyle z'=z/\theta _{3}^{2}(0|\tau )}$.

También están relacionadas con las funciones elípticas de Jacobi. Si pq(u,m) es una función elíptica de Jacobi (p y q son uno de s,c,n,d), entonces

${\displaystyle \operatorname {pq} (u,m)={\frac {\theta _{p}(u,m)}{\theta _{q}(u,m)}}.}$

• ${\displaystyle \theta _{c}(2.5,0.3)\approx -0.65900466676738154967}$
• ${\displaystyle \theta _{d}(2.5,0.3)\approx 0.95182196661267561994}$
• ${\displaystyle \theta _{n}(2.5,0.3)\approx 1.0526693354651613637}$
• ${\displaystyle \theta _{s}(2.5,0.3)\approx 0.82086879524530400536}$

• ${\displaystyle \theta _{c}(z,m)=\theta _{c}(-z,m)}$
• ${\displaystyle \theta _{d}(z,m)=\theta _{d}(-z,m)}$
• ${\displaystyle \theta _{n}(z,m)=\theta _{n}(-z,m)}$
• ${\displaystyle \theta _{s}(z,m)=-\theta _{s}(-z,m)}$

• NetvilleThetaC[z,m], NevilleThetaD[z,m], NevilleThetaN[z,m] y NevilleThetaS[z,m] son funciones integradas de Mathematica.^[6]​

• Abramowitz, Milton; Stegun, Irene Ann, eds. (1983) [June 1964]. Handbook of Mathematical Functions with Formulas, Graphs, and Mathematical Tables. Applied Mathematics Series. Vol. 55 (Ninth reprint with additional corrections of tenth original printing with corrections (December 1972); first ed.). Washington D.C.; New York: United States Department of Commerce, National Bureau of Standards; Dover Publications. ISBN 978-0-486-61272-0. LCCN 64-60036. MR 0167642. LCCN 65-12253.
• Neville, E. H. (Eric Harold) (1944). Jacobian Elliptic Functions. Oxford Clarendon Press. 

• Weisstein, Eric W. «Neville Theta Functions». En Weisstein, Eric W, ed. MathWorld (en inglés). Wolfram Research.