全部书籍

专业

应用 关于 Coach 登录 开始阅读

书籍暂未推出简体中文版——当前显示 Nederlands 版。

Wiskunde · 术语表

什么是 cosh⁡, sinh⁡, tanh⁡?

又称: hyperbolische functies

Definitie 4.17 Universitaire wiskunde — Bachelor jaar 1 · 第 4 章 — Standaardfuncties

Voor x∈Rx \in \R:

cosh⁡x=ex+e−x2,sinh⁡x=ex−e−x2,tanh⁡x=sinh⁡xcosh⁡x\cosh x = \frac{\eu^x + \eu^{-x}}{2}, \qquad \sinh x = \frac{\eu^x - \eu^{-x}}{2}, \qquad \tanh x = \frac{\sinh x}{\cosh x}

(de hyperbolische functies: cosinus, sinus en tangens hyperbolicus). cosh⁡\cosh is even, sinh⁡\sinh en tanh⁡\tanh zijn oneven.

Links:  en , asymptotisch aan x/2 geplakt (streepjeslijn). Rechts: , stijgend van -1 naar 1.
Links: cosh⁡\cosh en sinh⁡\sinh, asymptotisch aan ex2\frac{\eu^x}{2} geplakt (streepjeslijn). Rechts: tanh⁡\tanh, stijgend van −1-1 naar 11.

示例

Voorbeeld 4.20 (De somformule voor tanh⁡\tanh)

Delen we de twee somformules van Propositie 4.18 (3) door cosh⁡xcosh⁡y\cosh x\cosh y, dan volgt

tanh⁡(x+y)=sinh⁡xcosh⁡y+cosh⁡xsinh⁡ycosh⁡xcosh⁡y+sinh⁡xsinh⁡y=tanh⁡x+tanh⁡y1+tanh⁡x tanh⁡y,\tanh(x + y) = \frac{\sinh x\cosh y + \cosh x\sinh y} {\cosh x\cosh y + \sinh x\sinh y} = \frac{\tanh x + \tanh y}{1 + \tanh x\,\tanh y} ,

de hyperbolische tegenhanger van de somformule voor de tangens — met een ++ waar de goniometrie een −- heeft. Een dividend: omdat ∣tanh⁡∣<1\abs{\tanh} < 1, is het rechterlid een “optelregel voor snelheden” die (−1, 1)\intoo{-1}1 nooit verlaat: liggen u,vu, v in (−1, 1)\intoo{-1}1, dan ligt ook u+v1+uv\frac{u + v}{1 + uv} in (−1, 1)\intoo{-1}1 (schrijf u=tanh⁡au = \tanh a en v=tanh⁡bv = \tanh b, wat kan wegens de bijectiviteit, en lees de formule achterstevoren). Dat algebraïsch nagaan, zonder hyperbolische functies, is een licht pijnlijke oefening; parametriseren met tanh⁡\tanh maakt er één regel van — dezelfde strategie die de goniometrische functies voor de eenheidscirkel bieden.

Voorbeeld 4.22 (Gesloten vormen aan het werk)

De oplossing van cosh⁡t=2\cosh t = 2 met t≥0t \geq 0 is volgens de gesloten vorm t=arcosh⁡2=ln⁡(2+3)≈1.317t = \operatorname{arcosh} 2 = \ln(2 + \sqrt3) \approx 1.317; de andere oplossing is −t-t, wegens de even pariteit — en inderdaad is ln⁡(2−3)=ln⁡12+3=−ln⁡(2+3)\ln(2 - \sqrt3) = \ln\frac1{2 + \sqrt3} = -\ln(2 + \sqrt3): de twee wortels u=etu = \eu^t van de vierkantsvergelijking u2−4u+1=0u^2 - 4u + 1 = 0 zijn elkaars omgekeerde, zoals hun product 11 (Vieta) eist. Dit kleine rekenwerk toont het algemene patroon: hyperbolische vergelijkingen gaan over in vierkantsvergelijkingen in et\eu^t, en de symmetrie t↦−tt \mapsto -t verschijnt als de symmetrie u↦1/uu \mapsto 1/u van die vergelijking — het onthouden waard bij het oplossen van Oefening 4.7.

在原文中阅读 →