הממוצע החשבוני-גיאומטרי, הלמיניסקטה של הברנוליים, גאוס, ועקומים אליפטיים

הממוצע החשבוני גיאומטרי $M(a,b)$ של שני מספרים $a,b$ מוגדר כגבול משותף של שתי סדרות מספרים ממשיים: אם $a,b$ הם שני מספרים ממשיים אז ”מחליפים אותם“ בממוצע הרגיל שלהם $(a+b)/2$ ובממוצע הגיאומטרי שלהם $\sqrt{ab}$ וממשיכים בתהליך ההחלפה. לא קשה להראות שהמספרים מתקרבים זה לזה והגבול המשותף הוא $M(a,b)$.

גאוס שם לב שהמספר הזה קשור לאינטגרלים שקשה מאוד לחשב אותם ובמיוחד להיקף של הלמינסקטה $r^2=\cos(2\phi)$ של ברנולי. נסביר את הקשר הזה וננסה להבין אותו מנקודת מבט מודרנית. בדרך ניפגש עם עקומים אליפטיים ותבניות מודולריות.