A hiperbolikus függvények olyan elemi függvények családja, amelyeket exponenciálisan fejeznek ki, és szorosan kapcsolódnak a trigonometrikus függvényekhez .
A hiperbolikus függvényeket a következő képletekkel adjuk meg:
(az angol irodalomban jelölve )
(az angol irodalomban jelölve )
(az angol irodalomban jelölve )
(az angol irodalomban jelölve )
A hiperbolikus szekánst néha úgy is jelölik, mint .
Az összefüggésre tekintettel a hiperbolikus függvények a hiperbola ( , ) parametrikus ábrázolását adják . Ebben az esetben az argumentum , ahol a görbe vonalú háromszög területe a "+" jellel együtt, ha a szektor a tengely felett van , és a "-" az ellenkező esetben. Nyilvánvalóan ezen a paraméteren keresztül definiálhatók hiperbolikus függvények is, például a hiperbolikus szinuszegyenletek parametrikus formában: , ahol a területnek megfelelő hiperbola pontjának ordinátája . Ez a meghatározás analóg a trigonometrikus függvények definíciójával az egységkör szempontjából , amely szintén hasonló módon szerkeszthető.
A hiperbolikus függvényeket az imaginárius argumentum trigonometrikus függvényeivel fejezzük ki .
.
.
A Gudermann függvény a trigonometrikus és a hiperbolikus függvényeket komplex számok bevonása nélkül kapcsolja össze .
Funkció | Derivált | jegyzet |
---|---|---|
Bizonyíték
| ||
Bizonyíték
| ||
Bizonyíték
| ||
Bizonyíték
| ||
Bizonyíték
| ||
Bizonyíték
|
Mindenki számára fut:
Itt vannak a Bernoulli-számok és az Euler-számok .
A hiperbolikus szinusz és a hiperbolikus koszinusz a teljes komplex síkban analitikus , kivéve a végtelenben lévő lényegében szinguláris pontot . A hiperbolikus érintő mindenhol analitikus , kivéve a pontokban lévő pólusokat , ahol egy egész szám. A maradékok ezeken a pólusokon egyenlőek eggyel. A hiperbolikus kotangens mindenhol analitikus , kivéve a pontokat , ezeken a pólusokon a maradékai is eggyel egyenlők.
Más néven területfüggvényeknek nevezik őket: a megfelelő hiperbolikus függvények neve mellé az "area-" előtag kerül - latból. "terület" - "terület". A területfüggvények fő értékeit a következő kifejezések határozzák meg.
Kapcsolat néhány inverz hiperbolikus és inverz trigonometrikus függvény között:
ahol i a képzeletbeli egység .
Ezek a funkciók a következő sorozatbővítéssel rendelkeznek:
A külföldi szakirodalomban az inverz hiperbolikus függvényeket gyakran elsőfokú mínuszjellel jelölik: például úgy írják, hogy (és egy másik függvényt jelöl - ), stb.
A történészek Abraham de Moivre angol matematikus ( 1707 , 1722 ) írásaiban fedezték fel a hiperbolikus függvények első megjelenését . Modern meghatározást és részletes tanulmányozásukat Vincenzo Riccati készítette 1757 -ben ("Opusculorum", I. kötet), ő javasolta elnevezéseiket is: , . Riccati egyetlen hiperbola figyelembevételéből indult ki (lásd az ábrát a #Definíció részben ) .
A hiperbolikus függvények tulajdonságainak független felfedezését és további vizsgálatát Johann Lambert ( 1768 ) végezte, aki széles párhuzamosságot állapított meg a közönséges és a hiperbolikus trigonometria képletei között. N. I. Lobacsevszkij ezt követően ezt a párhuzamosságot használta, és megpróbálta bebizonyítani a nem euklideszi geometria következetességét , amelyben a körkörös trigonometriát hiperbolikus váltja fel.
Némi következetlenség alakult ki a hiperbolikus függvények jelölésében. Például a Brockhaus és Efron enciklopédiájában a , elnevezést használják, az orosz nyelvű irodalomban beépült , az angol nyelvű irodalomban pedig beépültek .
A hiperbolikus függvények gyakran előfordulnak különféle integrálok számításánál . A racionális függvények és a gyököket tartalmazó függvények egyes integráljai meglehetősen egyszerűen kiszámíthatók a változók hiperbolikus függvényekkel történő megváltoztatásával.
Ugyanúgy, ahogy a nézetmátrixok kétdimenziós euklideszi térben írják le a forgásokat, a mátrixok a legegyszerűbb kétdimenziós Minkowski-térben írják le a forgásokat . Emiatt a relativitáselméletben gyakran előfordulnak hiperbolikus függvények .
A végein szabadon felfüggesztett egységes kötél vagy lánc egy függvény gráfjaként jelenik meg (amihez kapcsolódóan a hiperbolikus koszinusz gráfot néha felsővezetéknek nevezik ). Ezt a körülményt az ívek tervezésénél alkalmazzák , mivel az ív fordított felsővezeték alakja osztja el a leghatékonyabban a terhelést.
![]() |
|
---|---|
Bibliográfiai katalógusokban |
|