模函数,属解析函数论学科,是上半复平面上属于
亚纯函数的一类,模形式是模函数的推广。定义在单位圆(或上半平面)内部且以其周界为自然边界的某种特殊解析函数。
在z平面中取单位圆|z|<1,在其周界上按反时针向依次任取三点A、B、C,并作一圆弧三角形ABC,其每边均与|z|=1正交,构成一区域 (斜线区)。在w平面中实轴上取定三点α(=0),β(=1),γ(=∞)。由共形映射的黎曼定理,存在一单叶解析函数w =φ(z),把D0映到w 的上半平面,并使A,B,C分别映到α,β,у。根据对称性原理,w=φ(z)可解析开拓到圆弧三角形Dó中,这里Dó是 关于AB 弧的对称反演区域(C点反演成圆周|z|=1上另一点C),而函数值则取在w 的下半平面,此下半平面与原上半平面沿线段αβ相粘连。
同理,w=φ(z)又可分别解析开拓到 的关于CA弧和BC弧的对称圆弧三角形中,其函数值也在w 的下半平面中,它们分别与上半平面沿半直线 γα 和 βγ 相粘连。这样,得到了|z|<1中的一圆弧六边形区域,w=φ(z)在其中解析,取值于整个w平面中如上粘连的一个上半平面和三个下半平面。再以此六边形的各边进行反演,则w=φ(z)又可再次解析开拓到|z|<1中边数更多的圆弧形区域中(仍在|z|<1内),取值又回到w 的上半平面,并与上面已取得的下半平面分别沿αβ,βу,уα之一相粘连。如此无限继续下去,则w=φ(z)就开拓成为整个|z|<1内的
解析函数,其所取之值在w平面上形成一无限层的黎曼曲面。w=φ(z)称为模函数。其反函数z=φ(w)是整个w平面除0,1,∞外的多值解析函数,或者可说成是上述
黎曼曲面上的单值解析函数。
模函数w=φ(z)单值解析于|z|<1内,显然不取值0,1,,且当z从单位圆内部以任意方式趋于其周界上一点时,不可能有确定的极限值,因此|z|=1是其自然边界,即它不可能再向|z|=1之外进行解析开拓。
也可用一分式
线性变换t=ω(z),|z|<1,把z变到t平面的上半平面,使A,B,C 分别变成实轴的α,b以及 ,而 变成区域 (图2),当 关于其一边界圆弧作对称反演时,相应地 也关于其相应边作对称反演。
就把t的上半平面映成w平面上述的
黎曼曲面。φ(t)也称为模函数,其性质本质上与ω(z)相类似。如果把构成模函数w=f(z)过程中所作的种种关于圆弧的
反演变换记为 , ,…,则对于任何 ,f(z)与f( )互为共轭。因此,对任何两个 , ,恒有f(z)=f( ),即当z经过两次这类反演后,其函数值f(z)不变。如果把偶数个这种反演及其逆作为元素,它们生成一变换群G,则当z经G任一元变换后,函数值f(z)不变。称G为模函数w=f(z)的不变群,也称f(z)为关于群G 的自守函数(见
椭圆函数)。
在
计算机中,去模函数又称为同余函数,mod(nExp1,nExp2),即是两个数值表达式作除法运算后的余数。那么:两个同号整数求余与你所知的两个正数求余完全一样(即两个负整数与两个正整数的算法一样)。