数学百科

模函数

2023-06-01

英文

modular function

简介

一种在理论上极为重要的特殊的自守函数.例如,可用它来证明皮卡定理.设在z平面的单位圆周Γ上任意取定三点A,B,C(如图1),过其中每两点做圆弧与Γ正交,在圆内形成一内接圆弧三角形ABC.将它用w=χ(z)

图1

图2

共形映射到w的上半平面.使A,B,C分别映为0,1,∞.利用对称原理,可将(圆弧)三角形越过AB弧对称反演成另一三角形ABD,而w=χ(z)就在w平面上越过线段[0,1]解析开拓到下半平面.如果对三角形ABC的各个弧都做反演,又对反演后的图形再对每一新三角形的新圆弧边反演,并对每一次反演将函数w=χ(z)解析开拓.如此一直继续下去,便可得z平面中单位圆内的解析函数w=χ(z),其值域为w扩充平面.这函数是由这些反演所生成的群的自守函数,称为模函数.

圆弧四边形ABCD为其基本区域,且χ(z)就是该群的基本函数.当然,如把ABC改为上半平面的一个半带形,它由实轴上两点A,B出发在上半平面中做垂直于实轴的半射线和以AB为直径的上半圆周所围成(如图2),仍将它共形映射到w的上半平面,并不断用对称原理将它解析开拓,则可得上半平面中的模函数,以上述半带形及它对半圆弧AB反演的圆弧三角形ADB合成其基本区域,此模函数也是基本函数.