Hyperboliska funktioner är en familj av elementära funktioner uttryckta i termer av en exponentiell och nära relaterade till trigonometriska funktioner .
Hyperboliska funktioner ges av följande formler:
(betecknas i engelsk litteratur )
(betecknas i engelsk litteratur )
(betecknas i engelsk litteratur )
(betecknas i engelsk litteratur )
Den hyperboliska sekanten betecknas ibland också som .
Med tanke på sambandet ger hyperboliska funktioner en parametrisk representation av hyperbeln ( , ). I det här fallet är argumentet , där är arean av den kurvlinjära triangeln , taget med "+"-tecknet om sektorn ligger ovanför axeln och "−" i motsatt fall. Uppenbarligen definieras hyperboliska funktioner också genom denna parameter, till exempel de hyperboliska sinusekvationerna i parametrisk form: , där är ordinatan för den punkt på hyperbeln som motsvarar arean . Denna definition är analog med definitionen av trigonometriska funktioner i termer av enhetscirkeln , som också kan konstrueras på liknande sätt.
Hyperboliska funktioner uttrycks i termer av trigonometriska funktioner i det imaginära argumentet.
.
.
Gudermann-funktionen relaterar trigonometriska funktioner och hyperboliska funktioner utan att involvera komplexa tal .
Fungera | Derivat | Notera |
---|---|---|
Bevis
| ||
Bevis
| ||
Bevis
| ||
Bevis
| ||
Bevis
| ||
Bevis
|
För alla körs:
Här är Bernoulli-talen och Euler -talen .
Den hyperboliska sinusen och den hyperboliska cosinus är analytiska i hela det komplexa planet, förutom den väsentligen singulära punkten i oändligheten. Den hyperboliska tangenten är analytisk överallt, förutom polerna vid punkterna , där är ett heltal. Resterna vid alla dessa poler är lika med en. Den hyperboliska cotangensen är analytisk överallt, förutom punkterna , dess rester vid dessa poler är också lika med en.
De kallas annars för area-funktioner: prefixet "area-" läggs till namnen på motsvarande hyperboliska funktioner - från lat. "område" - "område". De huvudsakliga värdena för områdesfunktionerna definieras av följande uttryck.
Förhållandet mellan vissa inversa hyperboliska och inversa trigonometriska funktioner:
där i är den imaginära enheten .
Dessa funktioner har följande serieexpansion:
I utländsk litteratur betecknas inversa hyperboliska funktioner ofta med ett minustecken av första graden: till exempel skriver de som (och betecknar en annan funktion - ), etc.
Historiker upptäckte det första uppträdandet av hyperboliska funktioner i den engelske matematikern Abraham de Moivres ( 1707 , 1722 ) skrifter. En modern definition och en detaljerad studie av dem utfördes av Vincenzo Riccati 1757 ("Opusculorum", volym I), han föreslog också deras beteckningar: , . Riccati utgick från övervägandet av en enda hyperbel (se figuren i avsnittet #Definition ) .
En oberoende upptäckt och ytterligare studie av egenskaperna hos hyperboliska funktioner utfördes av Johann Lambert ( 1768 ), som etablerade en bred parallellitet mellan formlerna för vanlig och hyperbolisk trigonometri. N. I. Lobachevsky använde därefter denna parallellism och försökte bevisa konsistensen av icke-euklidisk geometri , där cirkulär trigonometri ersätts med hyperbolisk.
Viss inkonsekvens har etablerats i notationen av hyperboliska funktioner. Till exempel, i Encyclopedia of Brockhaus och Efron används beteckningarna , beteckningarna förankrade i ryskspråkig litteratur och förankrade i engelskspråkig litteratur .
Hyperboliska funktioner förekommer ofta vid beräkning av olika integraler . Vissa integraler av rationella funktioner och funktioner som innehåller radikaler kan beräknas ganska enkelt genom att ändra variabler med hjälp av hyperboliska funktioner.
På samma sätt som vymatriser beskriver rotationer i tvådimensionellt euklidiskt rum , beskriver matriser rotationer i det enklaste tvådimensionella Minkowski-rummet . På grund av detta förekommer hyperboliska funktioner ofta i relativitetsteorin .
Ett enhetligt rep eller kedja, fritt upphängd i sina ändar, har formen av en graf av en funktion (i samband med vilken den hyperboliska cosinusgrafen ibland kallas en kontaktledning ). Denna omständighet används i utformningen av bågar , eftersom formen på bågen i form av en inverterad kontaktledning mest effektivt fördelar belastningen.
Ordböcker och uppslagsverk |
|
---|---|
I bibliografiska kataloger |
|