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https://github.com/vale981/arb
synced 2025-03-05 09:21:38 -05:00
initial code for theta derivatives and elliptic function derivatives (NEEDS DOC/TESTS/CLEANUP)
This commit is contained in:
parent
b30b80c1a3
commit
1ae88cf2bd
8 changed files with 413 additions and 102 deletions
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@ -139,7 +139,7 @@ void acb_modular_theta_transform(int * R, int * S, int * C, const psl2z_t g);
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void acb_modular_theta_1234_sum(acb_t theta1, acb_t theta2,
|
void acb_modular_theta_1234_sum(acb_t theta1, acb_t theta2,
|
||||||
acb_t theta3, acb_t theta4,
|
acb_t theta3, acb_t theta4,
|
||||||
const acb_t w, int w_is_unit, const acb_t q, long prec);
|
const acb_t w, int w_is_unit, const acb_t q, long len, long prec);
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||||||
void acb_modular_theta_1234_notransform(acb_t theta1, acb_t theta2,
|
void acb_modular_theta_1234_notransform(acb_t theta1, acb_t theta2,
|
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acb_t theta3, acb_t theta4, const acb_t z, const acb_t tau,
|
acb_t theta3, acb_t theta4, const acb_t z, const acb_t tau,
|
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@ -163,6 +163,8 @@ void acb_modular_delta(acb_t r, const acb_t tau, long prec);
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void acb_modular_elliptic_p(acb_t r, const acb_t z, const acb_t tau, long prec);
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void acb_modular_elliptic_p(acb_t r, const acb_t z, const acb_t tau, long prec);
|
||||||
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||||||
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void acb_modular_elliptic_p_zpx(acb_ptr r, const acb_t z, const acb_t tau, long len, long prec);
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#ifdef __cplusplus
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#ifdef __cplusplus
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}
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}
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||||||
#endif
|
#endif
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@ -48,7 +48,7 @@ acb_modular_delta(acb_t z, const acb_t tau, long prec)
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acb_one(w);
|
acb_one(w);
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||||||
acb_exp_pi_i(q, tau_prime, prec);
|
acb_exp_pi_i(q, tau_prime, prec);
|
||||||
acb_modular_theta_1234_sum(t1, t2, t3, t4, w, 1, q, prec);
|
acb_modular_theta_1234_sum(t1, t2, t3, t4, w, 1, q, 1, prec);
|
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||||||
/* (t2 t3 t4) ^ 8 * q^2 */
|
/* (t2 t3 t4) ^ 8 * q^2 */
|
||||||
acb_mul(t1, t2, t3, prec);
|
acb_mul(t1, t2, t3, prec);
|
||||||
|
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118
acb_modular/elliptic_p_zpx.c
Normal file
118
acb_modular/elliptic_p_zpx.c
Normal file
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@ -0,0 +1,118 @@
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/*=============================================================================
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This file is part of ARB.
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ARB is free software; you can redistribute it and/or modify
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it under the terms of the GNU General Public License as published by
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the Free Software Foundation; either version 2 of the License, or
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(at your option) any later version.
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|
ARB is distributed in the hope that it will be useful,
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but WITHOUT ANY WARRANTY; without even the implied warranty of
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MERCHANTABILITY or FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE. See the
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|
GNU General Public License for more details.
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|
You should have received a copy of the GNU General Public License
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along with ARB; if not, write to the Free Software
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Foundation, Inc., 51 Franklin St, Fifth Floor, Boston, MA 02110-1301 USA
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/******************************************************************************
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Copyright (C) 2014 Fredrik Johansson
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******************************************************************************/
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#include "acb_modular.h"
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|
#include "acb_poly.h"
|
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|
void
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||||||
|
acb_modular_theta_zpx_notransform(acb_ptr theta1, acb_ptr theta2,
|
||||||
|
acb_ptr theta3, acb_ptr theta4, const acb_t z, const acb_t tau,
|
||||||
|
long len, long prec)
|
||||||
|
{
|
||||||
|
acb_t q, q4, w;
|
||||||
|
int w_is_unit;
|
||||||
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|
||||||
|
acb_init(q);
|
||||||
|
acb_init(q4);
|
||||||
|
acb_init(w);
|
||||||
|
|
||||||
|
/* compute q_{1/4}, q */
|
||||||
|
acb_mul_2exp_si(q4, tau, -2);
|
||||||
|
acb_exp_pi_i(q4, q4, prec);
|
||||||
|
acb_pow_ui(q, q4, 4, prec);
|
||||||
|
|
||||||
|
/* compute w */
|
||||||
|
acb_exp_pi_i(w, z, prec);
|
||||||
|
w_is_unit = arb_is_zero(acb_imagref(z));
|
||||||
|
|
||||||
|
/* evaluate theta functions */
|
||||||
|
acb_modular_theta_1234_sum(theta1, theta2, theta3, theta4,
|
||||||
|
w, w_is_unit, q, len, prec);
|
||||||
|
_acb_vec_scalar_mul(theta1, theta1, len, q4, prec);
|
||||||
|
_acb_vec_scalar_mul(theta2, theta2, len, q4, prec);
|
||||||
|
|
||||||
|
acb_clear(q);
|
||||||
|
acb_clear(q4);
|
||||||
|
acb_clear(w);
|
||||||
|
}
|
||||||
|
|
||||||
|
void
|
||||||
|
acb_modular_elliptic_p_zpx(acb_ptr r, const acb_t z, const acb_t tau, long len, long prec)
|
||||||
|
{
|
||||||
|
acb_t t01, t02, t03, t04;
|
||||||
|
acb_ptr tz1, tz2, tz3, tz4;
|
||||||
|
acb_t t;
|
||||||
|
|
||||||
|
acb_init(t);
|
||||||
|
|
||||||
|
acb_init(t01);
|
||||||
|
acb_init(t02);
|
||||||
|
acb_init(t03);
|
||||||
|
acb_init(t04);
|
||||||
|
|
||||||
|
tz1 = _acb_vec_init(len);
|
||||||
|
tz2 = _acb_vec_init(len);
|
||||||
|
tz3 = _acb_vec_init(len);
|
||||||
|
tz4 = _acb_vec_init(len);
|
||||||
|
|
||||||
|
acb_modular_theta_zpx_notransform(tz1, tz2, tz3, tz4, z, tau, len, prec);
|
||||||
|
|
||||||
|
/* [theta_4(z) / theta_1(z)]^2 */
|
||||||
|
_acb_poly_div_series(tz2, tz4, len, tz1, len, len, prec);
|
||||||
|
_acb_poly_mullow(tz1, tz2, len, tz2, len, len, prec);
|
||||||
|
|
||||||
|
acb_zero(t);
|
||||||
|
acb_modular_theta_1234_notransform(t01, t02, t03, t04, t, tau, prec);
|
||||||
|
|
||||||
|
/* [theta_2(0) * theta_3(0)] ^2 */
|
||||||
|
acb_mul(t, t02, t03, prec);
|
||||||
|
acb_mul(t, t, t, prec);
|
||||||
|
_acb_vec_scalar_mul(tz1, tz1, len, t, prec);
|
||||||
|
|
||||||
|
/* - [theta_2(0)^4 + theta_3(0)^4] / 3 */
|
||||||
|
acb_pow_ui(t02, t02, 4, prec);
|
||||||
|
acb_pow_ui(t03, t03, 4, prec);
|
||||||
|
acb_add(t, t02, t03, prec);
|
||||||
|
acb_div_ui(t, t, 3, prec);
|
||||||
|
acb_sub(tz1, tz1, t, prec);
|
||||||
|
|
||||||
|
/* times pi^2 */
|
||||||
|
acb_const_pi(t, prec);
|
||||||
|
acb_mul(t, t, t, prec);
|
||||||
|
_acb_vec_scalar_mul(r, tz1, len, t, prec);
|
||||||
|
|
||||||
|
acb_clear(t);
|
||||||
|
|
||||||
|
acb_clear(t01);
|
||||||
|
acb_clear(t02);
|
||||||
|
acb_clear(t03);
|
||||||
|
acb_clear(t04);
|
||||||
|
|
||||||
|
_acb_vec_clear(tz1, len);
|
||||||
|
_acb_vec_clear(tz2, len);
|
||||||
|
_acb_vec_clear(tz3, len);
|
||||||
|
_acb_vec_clear(tz4, len);
|
||||||
|
}
|
||||||
|
|
|
@ -48,7 +48,7 @@ acb_modular_j(acb_t z, const acb_t tau, long prec)
|
||||||
|
|
||||||
acb_one(w);
|
acb_one(w);
|
||||||
acb_exp_pi_i(q, tau_prime, prec);
|
acb_exp_pi_i(q, tau_prime, prec);
|
||||||
acb_modular_theta_1234_sum(t1, t2, t3, t4, w, 1, q, prec);
|
acb_modular_theta_1234_sum(t1, t2, t3, t4, w, 1, q, 1, prec);
|
||||||
|
|
||||||
/* theta2 ^ 8 */
|
/* theta2 ^ 8 */
|
||||||
acb_mul(t2, t2, t2, prec);
|
acb_mul(t2, t2, t2, prec);
|
||||||
|
|
|
@ -54,7 +54,7 @@ acb_modular_lambda(acb_t r, const acb_t tau, long prec)
|
||||||
acb_one(w);
|
acb_one(w);
|
||||||
acb_exp_pi_i(q, tau_prime, prec);
|
acb_exp_pi_i(q, tau_prime, prec);
|
||||||
acb_modular_theta_1234_sum(thetas + 0, thetas + 1,
|
acb_modular_theta_1234_sum(thetas + 0, thetas + 1,
|
||||||
thetas + 2, thetas + 3, w, 1, q, prec);
|
thetas + 2, thetas + 3, w, 1, q, 1, prec);
|
||||||
|
|
||||||
/* divide the transformation factors */
|
/* divide the transformation factors */
|
||||||
Rsum = 4 * (R[1] - R[2]);
|
Rsum = 4 * (R[1] - R[2]);
|
||||||
|
|
|
@ -83,8 +83,8 @@ int main()
|
||||||
acb_randtest(t4a, state, prec0, e0);
|
acb_randtest(t4a, state, prec0, e0);
|
||||||
acb_randtest(t4b, state, prec0, e0);
|
acb_randtest(t4b, state, prec0, e0);
|
||||||
|
|
||||||
acb_modular_theta_1234_sum(t1a, t2a, t3a, t4a, w, w_is_unit, q, prec1);
|
acb_modular_theta_1234_sum(t1a, t2a, t3a, t4a, w, w_is_unit, q, 1, prec1);
|
||||||
acb_modular_theta_1234_sum(t1b, t2b, t3b, t4b, w, w_is_unit & n_randint(state, 2), q, prec2);
|
acb_modular_theta_1234_sum(t1b, t2b, t3b, t4b, w, w_is_unit & n_randint(state, 2), q, 1, prec2);
|
||||||
|
|
||||||
if (!acb_overlaps(t1a, t1b) || !acb_overlaps(t2a, t2b)
|
if (!acb_overlaps(t1a, t1b) || !acb_overlaps(t2a, t2b)
|
||||||
|| !acb_overlaps(t3a, t3b) || !acb_overlaps(t4a, t4b))
|
|| !acb_overlaps(t3a, t3b) || !acb_overlaps(t4a, t4b))
|
||||||
|
|
|
@ -136,7 +136,7 @@ acb_modular_theta_1234(acb_t theta1, acb_t theta2,
|
||||||
|
|
||||||
/* evaluate theta functions of transformed variables */
|
/* evaluate theta functions of transformed variables */
|
||||||
acb_modular_theta_1234_sum(thetas + 0, thetas + 1, thetas + 2, thetas + 3,
|
acb_modular_theta_1234_sum(thetas + 0, thetas + 1, thetas + 2, thetas + 3,
|
||||||
w, w_is_unit, q, prec);
|
w, w_is_unit, q, 1, prec);
|
||||||
acb_mul(thetas + 0, thetas + 0, q4, prec);
|
acb_mul(thetas + 0, thetas + 0, q4, prec);
|
||||||
acb_mul(thetas + 1, thetas + 1, q4, prec);
|
acb_mul(thetas + 1, thetas + 1, q4, prec);
|
||||||
|
|
||||||
|
@ -194,7 +194,7 @@ acb_modular_theta_1234_notransform(acb_t theta1, acb_t theta2,
|
||||||
|
|
||||||
/* evaluate theta functions */
|
/* evaluate theta functions */
|
||||||
acb_modular_theta_1234_sum(theta1, theta2, theta3, theta4,
|
acb_modular_theta_1234_sum(theta1, theta2, theta3, theta4,
|
||||||
w, w_is_unit, q, prec);
|
w, w_is_unit, q, 1, prec);
|
||||||
acb_mul(theta1, theta1, q4, prec);
|
acb_mul(theta1, theta1, q4, prec);
|
||||||
acb_mul(theta2, theta2, q4, prec);
|
acb_mul(theta2, theta2, q4, prec);
|
||||||
|
|
||||||
|
|
|
@ -78,13 +78,16 @@ mag_get_log2_d_approx(const mag_t x)
|
||||||
}
|
}
|
||||||
|
|
||||||
void
|
void
|
||||||
acb_modular_theta_1234_sum(acb_t theta1, acb_t theta2,
|
acb_modular_theta_1234_sum(acb_ptr theta1,
|
||||||
acb_t theta3, acb_t theta4,
|
acb_ptr theta2,
|
||||||
const acb_t w, int w_is_unit, const acb_t q, long prec)
|
acb_ptr theta3,
|
||||||
|
acb_ptr theta4,
|
||||||
|
const acb_t w, int w_is_unit, const acb_t q, long len, long prec)
|
||||||
{
|
{
|
||||||
mag_t err, qmag, wmag, vmag;
|
mag_t qmag, wmag, vmag;
|
||||||
|
mag_ptr err;
|
||||||
double log2q_approx, log2w_approx, log2term_approx;
|
double log2q_approx, log2w_approx, log2term_approx;
|
||||||
long e, e1, e2, k, k1, k2, N, WN, term_prec;
|
long e, e1, e2, k, k1, k2, r, n, N, WN, term_prec;
|
||||||
long *exponents, *aindex, *bindex;
|
long *exponents, *aindex, *bindex;
|
||||||
acb_ptr qpow, wpow, vpow;
|
acb_ptr qpow, wpow, vpow;
|
||||||
acb_t tmp1, tmp2, v;
|
acb_t tmp1, tmp2, v;
|
||||||
|
@ -93,15 +96,15 @@ acb_modular_theta_1234_sum(acb_t theta1, acb_t theta2,
|
||||||
q_is_real = arb_is_zero(acb_imagref(q));
|
q_is_real = arb_is_zero(acb_imagref(q));
|
||||||
w_is_one = acb_is_one(w);
|
w_is_one = acb_is_one(w);
|
||||||
|
|
||||||
acb_init(tmp1);
|
|
||||||
acb_init(tmp2);
|
|
||||||
acb_init(v);
|
|
||||||
mag_init(err);
|
|
||||||
|
|
||||||
mag_init(qmag);
|
mag_init(qmag);
|
||||||
mag_init(wmag);
|
mag_init(wmag);
|
||||||
mag_init(vmag);
|
mag_init(vmag);
|
||||||
|
|
||||||
|
acb_init(tmp1);
|
||||||
|
acb_init(tmp2);
|
||||||
|
acb_init(v);
|
||||||
|
err = _mag_vec_init(len);
|
||||||
|
|
||||||
if (w_is_one)
|
if (w_is_one)
|
||||||
acb_one(v);
|
acb_one(v);
|
||||||
else if (w_is_unit)
|
else if (w_is_unit)
|
||||||
|
@ -129,57 +132,108 @@ acb_modular_theta_1234_sum(acb_t theta1, acb_t theta2,
|
||||||
if (log2q_approx >= 0.0)
|
if (log2q_approx >= 0.0)
|
||||||
{
|
{
|
||||||
N = 1;
|
N = 1;
|
||||||
mag_inf(err);
|
for (r = 0; r < len; r++)
|
||||||
|
mag_inf(err + r);
|
||||||
}
|
}
|
||||||
else /* Pick N and compute error bound */
|
else /* Pick N and compute error bound */
|
||||||
{
|
{
|
||||||
mag_t den;
|
mag_t den, cmag, dmag;
|
||||||
|
|
||||||
mag_init(den);
|
mag_init(den);
|
||||||
|
mag_init(cmag);
|
||||||
|
mag_init(dmag);
|
||||||
|
|
||||||
N = 1;
|
N = 1;
|
||||||
|
|
||||||
while (0.05 * N * N < prec)
|
while (0.05 * N * N < prec)
|
||||||
{
|
{
|
||||||
log2term_approx = log2q_approx * ((N+2)*(N+2)/4) + (N+2)*log2w_approx;
|
log2term_approx = log2q_approx * ((N+2)*(N+2)/4) + (N+2)*log2w_approx;
|
||||||
|
|
||||||
if (log2term_approx < -prec - 2)
|
if (log2term_approx < -prec - 2)
|
||||||
break;
|
break;
|
||||||
|
|
||||||
N++;
|
N++;
|
||||||
}
|
}
|
||||||
|
|
||||||
if (w_is_unit)
|
if (len == 1)
|
||||||
{
|
{
|
||||||
mag_one(den);
|
if (w_is_unit)
|
||||||
mag_sub_lower(den, den, qmag); /* 1 - |q| is good enough */
|
{
|
||||||
}
|
mag_one(den);
|
||||||
else /* denominator: 1 - |q|^(floor((N+1)/2)+1) * max(|w|,1/|w|) */
|
mag_sub_lower(den, den, qmag); /* 1 - |q| is good enough */
|
||||||
{
|
}
|
||||||
mag_pow_ui(err, qmag, (N + 1) / 2 + 1);
|
else /* denominator: 1 - |q|^(floor((N+1)/2)+1) * max(|w|,1/|w|) */
|
||||||
mag_mul(err, err, wmag);
|
{
|
||||||
mag_one(den);
|
mag_pow_ui(err, qmag, (N + 1) / 2 + 1);
|
||||||
mag_sub_lower(den, den, err);
|
mag_mul(err, err, wmag);
|
||||||
}
|
mag_one(den);
|
||||||
|
mag_sub_lower(den, den, err);
|
||||||
|
}
|
||||||
|
|
||||||
/* no convergence */
|
/* no convergence */
|
||||||
if (mag_is_zero(den))
|
if (mag_is_zero(den))
|
||||||
{
|
{
|
||||||
N = 1;
|
N = 1;
|
||||||
mag_inf(err);
|
mag_inf(err);
|
||||||
}
|
}
|
||||||
else if (w_is_unit)
|
else if (w_is_unit)
|
||||||
{
|
{
|
||||||
mag_pow_ui(err, qmag, ((N + 2) * (N + 2)) / 4);
|
mag_pow_ui(err, qmag, ((N + 2) * (N + 2)) / 4);
|
||||||
mag_div(err, err, den);
|
mag_div(err, err, den);
|
||||||
mag_mul_2exp_si(err, err, 1);
|
mag_mul_2exp_si(err, err, 1);
|
||||||
|
}
|
||||||
|
else
|
||||||
|
{
|
||||||
|
mag_pow_ui(err, qmag, ((N + 2) * (N + 2)) / 4);
|
||||||
|
mag_pow_ui(vmag, wmag, N + 2);
|
||||||
|
mag_mul(err, err, vmag);
|
||||||
|
mag_div(err, err, den);
|
||||||
|
mag_mul_2exp_si(err, err, 1);
|
||||||
|
}
|
||||||
}
|
}
|
||||||
else
|
else
|
||||||
{
|
{
|
||||||
|
/* numerator: 2 |q|^E * max(|w|,|v|)^(N+2) * (N+2)^r */
|
||||||
mag_pow_ui(err, qmag, ((N + 2) * (N + 2)) / 4);
|
mag_pow_ui(err, qmag, ((N + 2) * (N + 2)) / 4);
|
||||||
mag_pow_ui(vmag, wmag, N + 2);
|
|
||||||
mag_mul(err, err, vmag);
|
if (!w_is_one)
|
||||||
mag_div(err, err, den);
|
{
|
||||||
|
mag_pow_ui(vmag, wmag, N + 2);
|
||||||
|
mag_mul(err, err, vmag);
|
||||||
|
}
|
||||||
|
|
||||||
mag_mul_2exp_si(err, err, 1);
|
mag_mul_2exp_si(err, err, 1);
|
||||||
|
|
||||||
|
for (r = 1; r < len; r++)
|
||||||
|
mag_mul_ui(err + r, err + r - 1, N + 2);
|
||||||
|
|
||||||
|
/* den: 1 - |q|^floor((N+1)/2+1) * max(|w|,|v|) * exp(r/(N+2)) */
|
||||||
|
mag_pow_ui(cmag, qmag, (N + 1) / 2 + 1);
|
||||||
|
mag_mul(cmag, cmag, wmag);
|
||||||
|
|
||||||
|
for (r = 0; r < len; r++)
|
||||||
|
{
|
||||||
|
mag_set_ui(dmag, r);
|
||||||
|
mag_div_ui(dmag, dmag, N + 2);
|
||||||
|
mag_exp(dmag, dmag);
|
||||||
|
mag_mul(dmag, cmag, dmag);
|
||||||
|
mag_one(den);
|
||||||
|
mag_sub_lower(den, den, dmag);
|
||||||
|
|
||||||
|
if (mag_is_zero(den))
|
||||||
|
mag_inf(err + r);
|
||||||
|
else
|
||||||
|
mag_div(err + r, err + r, den);
|
||||||
|
}
|
||||||
}
|
}
|
||||||
|
|
||||||
|
/* don't do work if we can't determine the zeroth derivative */
|
||||||
|
if (mag_is_inf(err))
|
||||||
|
N = 1;
|
||||||
|
|
||||||
mag_clear(den);
|
mag_clear(den);
|
||||||
|
mag_clear(cmag);
|
||||||
|
mag_clear(dmag);
|
||||||
}
|
}
|
||||||
|
|
||||||
exponents = flint_malloc(sizeof(long) * 3 * N);
|
exponents = flint_malloc(sizeof(long) * 3 * N);
|
||||||
|
@ -191,14 +245,15 @@ acb_modular_theta_1234_sum(acb_t theta1, acb_t theta2,
|
||||||
acb_modular_addseq_theta(exponents, aindex, bindex, N);
|
acb_modular_addseq_theta(exponents, aindex, bindex, N);
|
||||||
acb_set_round(qpow + 0, q, prec);
|
acb_set_round(qpow + 0, q, prec);
|
||||||
|
|
||||||
acb_zero(theta1);
|
_acb_vec_zero(theta1, len);
|
||||||
acb_zero(theta2);
|
_acb_vec_zero(theta2, len);
|
||||||
acb_zero(theta3);
|
_acb_vec_zero(theta3, len);
|
||||||
acb_zero(theta4);
|
_acb_vec_zero(theta4, len);
|
||||||
|
|
||||||
WN = (N + 3) / 2;
|
WN = (N + 3) / 2;
|
||||||
|
|
||||||
/* compute powers of w^2 and v = 1/w^2 */
|
/* compute powers of w^2 and 1/w^2 */
|
||||||
|
/* todo: conjugates... */
|
||||||
if (!w_is_one)
|
if (!w_is_one)
|
||||||
{
|
{
|
||||||
wpow = _acb_vec_init(WN);
|
wpow = _acb_vec_init(WN);
|
||||||
|
@ -245,7 +300,7 @@ acb_modular_theta_1234_sum(acb_t theta1, acb_t theta2,
|
||||||
}
|
}
|
||||||
}
|
}
|
||||||
|
|
||||||
if (w_is_one)
|
if (w_is_one && len == 1)
|
||||||
{
|
{
|
||||||
if (k % 2 == 0)
|
if (k % 2 == 0)
|
||||||
{
|
{
|
||||||
|
@ -263,84 +318,220 @@ acb_modular_theta_1234_sum(acb_t theta1, acb_t theta2,
|
||||||
}
|
}
|
||||||
else
|
else
|
||||||
{
|
{
|
||||||
|
n = k / 2 + 1;
|
||||||
|
|
||||||
if (k % 2 == 0)
|
if (k % 2 == 0)
|
||||||
{
|
{
|
||||||
acb_add(tmp1, wpow + k / 2 + 1, vpow + k / 2 + 1, term_prec);
|
acb_ptr term;
|
||||||
acb_mul(tmp1, qpow + k, tmp1, term_prec);
|
|
||||||
|
|
||||||
acb_add(theta3, theta3, tmp1, prec);
|
if (w_is_one)
|
||||||
|
{
|
||||||
if (k % 4 == 0)
|
acb_mul_2exp_si(tmp1, qpow + k, 1);
|
||||||
acb_sub(theta4, theta4, tmp1, prec);
|
acb_zero(tmp2);
|
||||||
|
}
|
||||||
else
|
else
|
||||||
acb_add(theta4, theta4, tmp1, prec);
|
{
|
||||||
|
/* tmp1 = w^(2n) + v^(2n) ~= 2 cos(2n) */
|
||||||
|
acb_add(tmp1, wpow + n, vpow + n, term_prec);
|
||||||
|
acb_mul(tmp1, qpow + k, tmp1, term_prec);
|
||||||
|
|
||||||
|
/* tmp2 = w^(2n) - v^(2n) ~= 2 sin(2n) */
|
||||||
|
if (len > 1)
|
||||||
|
{
|
||||||
|
acb_sub(tmp2, wpow + n, vpow + n, term_prec);
|
||||||
|
acb_mul(tmp2, qpow + k, tmp2, term_prec);
|
||||||
|
}
|
||||||
|
}
|
||||||
|
|
||||||
|
/* compute all the derivatives */
|
||||||
|
for (r = 0; r < len; r++)
|
||||||
|
{
|
||||||
|
term = (r % 2 == 0) ? tmp1 : tmp2;
|
||||||
|
|
||||||
|
if (r == 1)
|
||||||
|
acb_mul_ui(term, term, 2 * n, term_prec);
|
||||||
|
else if (r > 1)
|
||||||
|
acb_mul_ui(term, term, 4 * n * n, term_prec);
|
||||||
|
|
||||||
|
acb_add(theta3 + r, theta3 + r, term, prec);
|
||||||
|
|
||||||
|
if (k % 4 == 0)
|
||||||
|
acb_sub(theta4 + r, theta4 + r, term, prec);
|
||||||
|
else
|
||||||
|
acb_add(theta4 + r, theta4 + r, term, prec);
|
||||||
|
}
|
||||||
}
|
}
|
||||||
else
|
else
|
||||||
{
|
{
|
||||||
if (k / 2 + 1 > WN - 1)
|
acb_ptr term;
|
||||||
abort();
|
|
||||||
if (k / 2 + 2 > WN + 1 - 1)
|
|
||||||
abort();
|
|
||||||
|
|
||||||
acb_add(tmp1, wpow + k / 2 + 1, vpow + k / 2 + 2, term_prec);
|
if (w_is_one)
|
||||||
acb_mul(tmp1, qpow + k, tmp1, term_prec);
|
{
|
||||||
acb_add(theta2, theta2, tmp1, prec);
|
acb_mul_2exp_si(tmp1, qpow + k, 1);
|
||||||
|
acb_zero(tmp2);
|
||||||
acb_sub(tmp1, wpow + k / 2 + 1, vpow + k / 2 + 2, term_prec);
|
}
|
||||||
acb_mul(tmp1, qpow + k, tmp1, term_prec);
|
|
||||||
if (k % 4 == 1)
|
|
||||||
acb_sub(theta1, theta1, tmp1, prec);
|
|
||||||
else
|
else
|
||||||
acb_add(theta1, theta1, tmp1, prec);
|
{
|
||||||
|
/* tmp1 = w^(2n) + v^(2n+2) ~= 2 cos(2n+1) / w */
|
||||||
|
acb_add(tmp1, wpow + n, vpow + n + 1, term_prec);
|
||||||
|
acb_mul(tmp1, qpow + k, tmp1, term_prec);
|
||||||
|
|
||||||
|
/* tmp2 = w^(2n) - v^(2n+2) ~= 2 sin(2n+1) / w */
|
||||||
|
acb_sub(tmp2, wpow + n, vpow + n + 1, term_prec);
|
||||||
|
acb_mul(tmp2, qpow + k, tmp2, term_prec);
|
||||||
|
}
|
||||||
|
|
||||||
|
/* compute all the derivatives */
|
||||||
|
for (r = 0; r < len; r++)
|
||||||
|
{
|
||||||
|
if (r > 0)
|
||||||
|
{
|
||||||
|
acb_mul_ui(tmp1, tmp1, 2 * n + 1, term_prec);
|
||||||
|
acb_mul_ui(tmp2, tmp2, 2 * n + 1, term_prec);
|
||||||
|
}
|
||||||
|
|
||||||
|
term = (r % 2 == 0) ? tmp2 : tmp1;
|
||||||
|
|
||||||
|
if (k % 4 == 1)
|
||||||
|
acb_sub(theta1 + r, theta1 + r, term, prec);
|
||||||
|
else
|
||||||
|
acb_add(theta1 + r, theta1 + r, term, prec);
|
||||||
|
|
||||||
|
term = (r % 2 == 0) ? tmp1 : tmp2;
|
||||||
|
|
||||||
|
acb_add(theta2 + r, theta2 + r, term, prec);
|
||||||
|
}
|
||||||
}
|
}
|
||||||
}
|
}
|
||||||
}
|
}
|
||||||
|
|
||||||
if (w_is_one)
|
if (w_is_one && len == 1)
|
||||||
{
|
{
|
||||||
acb_mul_2exp_si(theta2, theta2, 1);
|
acb_mul_2exp_si(theta2, theta2, 1);
|
||||||
acb_mul_2exp_si(theta3, theta3, 1);
|
acb_mul_2exp_si(theta3, theta3, 1);
|
||||||
acb_mul_2exp_si(theta4, theta4, 1);
|
acb_mul_2exp_si(theta4, theta4, 1);
|
||||||
|
}
|
||||||
|
|
||||||
acb_add_ui(theta2, theta2, 2, prec);
|
/* theta1: w * sum + 2 sin */
|
||||||
acb_add_ui(theta3, theta3, 1, prec);
|
/* theta2: w * sum + 2 cos */
|
||||||
acb_add_ui(theta4, theta4, 1, prec);
|
|
||||||
|
if (!w_is_one)
|
||||||
|
{
|
||||||
|
_acb_vec_scalar_mul(theta1, theta1, len, w, prec);
|
||||||
|
_acb_vec_scalar_mul(theta2, theta2, len, w, prec);
|
||||||
|
|
||||||
|
acb_add(tmp1, w, v, prec);
|
||||||
|
acb_sub(tmp2, w, v, prec);
|
||||||
}
|
}
|
||||||
else
|
else
|
||||||
{
|
{
|
||||||
/* w * [(1 - w^-2) + series] */
|
acb_set_ui(tmp1, 2);
|
||||||
acb_sub(theta1, theta1, vpow + 1, prec);
|
acb_zero(tmp2);
|
||||||
acb_mul(theta1, theta1, w, prec);
|
|
||||||
acb_add(theta1, theta1, w, prec);
|
|
||||||
|
|
||||||
/* multiply by -i */
|
|
||||||
acb_mul_onei(theta1, theta1);
|
|
||||||
acb_neg(theta1, theta1);
|
|
||||||
|
|
||||||
/* w * [(1 + w^-2) + series] */
|
|
||||||
acb_add(theta2, theta2, vpow + 1, prec);
|
|
||||||
acb_mul(theta2, theta2, w, prec);
|
|
||||||
acb_add(theta2, theta2, w, prec);
|
|
||||||
|
|
||||||
acb_add_ui(theta3, theta3, 1, prec);
|
|
||||||
acb_add_ui(theta4, theta4, 1, prec);
|
|
||||||
}
|
}
|
||||||
|
|
||||||
if (q_is_real && w_is_unit) /* result must be real */
|
for (r = 0; r < len; r++)
|
||||||
{
|
{
|
||||||
arb_add_error_mag(acb_realref(theta1), err);
|
acb_add(theta1 + r, theta1 + r, (r % 2 == 0) ? tmp2 : tmp1, prec);
|
||||||
arb_add_error_mag(acb_realref(theta2), err);
|
acb_add(theta2 + r, theta2 + r, (r % 2 == 0) ? tmp1 : tmp2, prec);
|
||||||
arb_add_error_mag(acb_realref(theta3), err);
|
|
||||||
arb_add_error_mag(acb_realref(theta4), err);
|
|
||||||
}
|
}
|
||||||
else
|
|
||||||
|
/* Add error bound. Note that this must be done after multiplying
|
||||||
|
by w above, and before scaling by pi^r / r! below. */
|
||||||
|
for (r = 0; r < len; r++)
|
||||||
{
|
{
|
||||||
acb_add_error_mag(theta1, err);
|
if (q_is_real && w_is_unit) /* result must be real */
|
||||||
acb_add_error_mag(theta2, err);
|
{
|
||||||
acb_add_error_mag(theta3, err);
|
arb_add_error_mag(acb_realref(theta1 + r), err + r);
|
||||||
acb_add_error_mag(theta4, err);
|
arb_add_error_mag(acb_realref(theta2 + r), err + r);
|
||||||
|
arb_add_error_mag(acb_realref(theta3 + r), err + r);
|
||||||
|
arb_add_error_mag(acb_realref(theta4 + r), err + r);
|
||||||
|
}
|
||||||
|
else
|
||||||
|
{
|
||||||
|
acb_add_error_mag(theta1 + r, err + r);
|
||||||
|
acb_add_error_mag(theta2 + r, err + r);
|
||||||
|
acb_add_error_mag(theta3 + r, err + r);
|
||||||
|
acb_add_error_mag(theta4 + r, err + r);
|
||||||
|
}
|
||||||
}
|
}
|
||||||
|
|
||||||
|
/*
|
||||||
|
Coefficient r in the z-expansion gains a factor: pi^r / r!
|
||||||
|
times a sign:
|
||||||
|
|
||||||
|
+ 2 cos = +1 * (exp + 1/exp)
|
||||||
|
- 2 sin = +i * (exp - 1/exp)
|
||||||
|
- 2 cos = -1 * (exp + 1/exp)
|
||||||
|
+ 2 sin = -i * (exp - 1/exp)
|
||||||
|
...
|
||||||
|
*/
|
||||||
|
|
||||||
|
acb_mul_onei(theta1, theta1);
|
||||||
|
acb_neg(theta1, theta1);
|
||||||
|
|
||||||
|
if (len > 1)
|
||||||
|
{
|
||||||
|
arb_t c, d;
|
||||||
|
|
||||||
|
arb_init(c);
|
||||||
|
arb_init(d);
|
||||||
|
|
||||||
|
arb_const_pi(c, prec);
|
||||||
|
arb_set(d, c);
|
||||||
|
|
||||||
|
for (r = 1; r < len; r++)
|
||||||
|
{
|
||||||
|
acb_mul_arb(theta1 + r, theta1 + r, d, prec);
|
||||||
|
acb_mul_arb(theta2 + r, theta2 + r, d, prec);
|
||||||
|
acb_mul_arb(theta3 + r, theta3 + r, d, prec);
|
||||||
|
acb_mul_arb(theta4 + r, theta4 + r, d, prec);
|
||||||
|
|
||||||
|
if (r + 1 < len)
|
||||||
|
{
|
||||||
|
arb_mul(d, d, c, prec);
|
||||||
|
arb_div_ui(d, d, r + 1, prec);
|
||||||
|
}
|
||||||
|
|
||||||
|
if (r % 4 == 0)
|
||||||
|
{
|
||||||
|
acb_mul_onei(theta1 + r, theta1 + r);
|
||||||
|
acb_neg(theta1 + r, theta1 + r);
|
||||||
|
}
|
||||||
|
else if (r % 4 == 1)
|
||||||
|
{
|
||||||
|
acb_mul_onei(theta2 + r, theta2 + r);
|
||||||
|
acb_mul_onei(theta3 + r, theta3 + r);
|
||||||
|
acb_mul_onei(theta4 + r, theta4 + r);
|
||||||
|
}
|
||||||
|
else if (r % 4 == 2)
|
||||||
|
{
|
||||||
|
acb_mul_onei(theta1 + r, theta1 + r);
|
||||||
|
|
||||||
|
acb_neg(theta2 + r, theta2 + r);
|
||||||
|
acb_neg(theta3 + r, theta3 + r);
|
||||||
|
acb_neg(theta4 + r, theta4 + r);
|
||||||
|
}
|
||||||
|
else
|
||||||
|
{
|
||||||
|
acb_neg(theta1 + r, theta1 + r);
|
||||||
|
|
||||||
|
acb_mul_onei(theta2 + r, theta2 + r);
|
||||||
|
acb_mul_onei(theta3 + r, theta3 + r);
|
||||||
|
acb_mul_onei(theta4 + r, theta4 + r);
|
||||||
|
|
||||||
|
acb_neg(theta2 + r, theta2 + r);
|
||||||
|
acb_neg(theta3 + r, theta3 + r);
|
||||||
|
acb_neg(theta4 + r, theta4 + r);
|
||||||
|
}
|
||||||
|
}
|
||||||
|
|
||||||
|
arb_clear(c);
|
||||||
|
arb_clear(d);
|
||||||
|
}
|
||||||
|
|
||||||
|
acb_add_ui(theta3, theta3, 1, prec);
|
||||||
|
acb_add_ui(theta4, theta4, 1, prec);
|
||||||
|
|
||||||
if (!w_is_one)
|
if (!w_is_one)
|
||||||
{
|
{
|
||||||
_acb_vec_clear(wpow, WN);
|
_acb_vec_clear(wpow, WN);
|
||||||
|
@ -352,9 +543,9 @@ acb_modular_theta_1234_sum(acb_t theta1, acb_t theta2,
|
||||||
acb_clear(tmp1);
|
acb_clear(tmp1);
|
||||||
acb_clear(tmp2);
|
acb_clear(tmp2);
|
||||||
acb_clear(v);
|
acb_clear(v);
|
||||||
mag_clear(err);
|
|
||||||
mag_clear(qmag);
|
mag_clear(qmag);
|
||||||
mag_clear(wmag);
|
mag_clear(wmag);
|
||||||
mag_clear(vmag);
|
mag_clear(vmag);
|
||||||
|
_mag_vec_clear(err, len);
|
||||||
}
|
}
|
||||||
|
|
||||||
|
|
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