Doiralar uchun trigonometrik funktsiyalarga o'xshash giperbolalar uchun matematik funktsiyalar
"Giperbolik egri" bu erga yo'naltiradi. Geometrik egri chiziq uchun qarang 
Giperbola .
Yilda matematika , giperbolik funktsiyalar  oddiylarning analoglari trigonometrik funktsiyalar  uchun belgilangan giperbola  o'rniga doira : xuddi ochkolar kabi (cos t , gunoh t )  shakl birlik radiusi bo'lgan aylana , ochkolar (cosh.) t , sinx t )  teng tomonning o'ng yarmini tashkil qiladi giperbola .
Giperbolik funktsiyalar in-da burchak va masofani hisoblashda uchraydi giperbolik geometriya . Ular ko'plab chiziqli eritmalarda ham uchraydi differentsial tenglamalar  (a ni belgilaydigan tenglama kabi kateteriya ), kub tenglamalar va Laplas tenglamasi  yilda Dekart koordinatalari . Laplas tenglamalari  ning ko'plab sohalarida muhim ahamiyatga ega fizika , shu jumladan elektromagnit nazariya , issiqlik uzatish , suyuqlik dinamikasi va maxsus nisbiylik .
Asosiy giperbolik funktsiyalar:[1] [2] 
giperbolik sinus  "sinh" (),[3] giperbolik kosinus  "cosh" (),[4] shundan kelib chiqadi:[5] 
giperbolik tangens  "tanh" (),[6] giperbolik kosekans  "csch" yoki "cosech" ([4]  )giperbolik sekant  "sech" (),[7] giperbolik kotangens  "coth" (),[8] [9] olingan trigonometrik funktsiyalarga mos keladi.
The teskari giperbolik funktsiyalar  ular:[1] 
giperbolik sinus  "arsinh" (shuningdek, "sinh" bilan belgilanadi−1 "," asinh "yoki ba'zan" arcsinh ")[10] [11] [12] giperbolik kosinus  "arcosh" (shuningdek, "cosh" bilan belgilanadi−1 "," acosh "yoki ba'zan" arccosh "va hokazo.    Orqali nur 
birlik giperbolasi  x 2  − y 2  = 1 nuqtada 
(cosh.) a , sinx a ) , qayerda 
a  nur, giperbola va 
x -aksis. Ostidagi giperbola nuqtalari uchun 
x -aksis, maydon salbiy hisoblanadi (qarang 
animatsion versiya  trigonometrik (dumaloq) funktsiyalar bilan taqqoslash bilan).
Giperbolik funktsiyalar $ a $ ni oladi haqiqiy bahs  deb nomlangan giperbolik burchak . Giperbolik burchakning kattaligi uning maydonidan ikki baravar katta giperbolik sektor . Giperbolik funktsiyalar to'g'ri uchburchakning oyoqlari  ushbu sektorni qamrab oladi.
Yilda kompleks tahlil , giperbolik funktsiyalar sinus va kosinusning xayoliy qismlari sifatida paydo bo'ladi. Giperbolik sinus va giperbolik kosinus shundaydir butun funktsiyalar . Natijada, boshqa giperbolik funktsiyalar meromorfik  butun murakkab tekislikda.
By Lindemann – Vaystrassass teoremasi , giperbolik funktsiyalar a ga ega transandantal qiymat  har bir nol bo'lmagan uchun algebraik qiymat  argument.[13] 
Giperbolik funktsiyalar 1760-yillarda mustaqil ravishda kiritilgan Vinchenzo Rikkati  va Johann Heinrich Lambert .[14]   Rikkati ishlatgan Sc.   va Cc.   (sinus / kosinus doirasi ) dairesel funktsiyalarga murojaat qilish va Sh.   va Ch.   (sinus / kosinus giperbolikasi ) giperbolik funktsiyalarga murojaat qilish. Lambert bu ismlarni qabul qildi, ammo qisqartirishlarni bugungi kunda ishlatiladiganlarga o'zgartirdi.[15]   Qisqartmalar sh , ch , th , cth  shaxsiy xohishiga qarab hozirda ham foydalanilmoqda.
Ta'riflar  
   sinx , 
xushchaqchaq  va 
tanh Giperbolik funktsiyalarni aniqlashning turli xil ekvivalent usullari mavjud.
Eksponensial ta'riflar    sinx x   yarmi 
farq  ning 
ex   va 
e −x     xushchaqchaq x   bo'ladi 
o'rtacha  ning 
ex   va 
e −x  Jihatidan eksponent funktsiya :[2] [5] 
Giperbolik sinus: g'alati qism  eksponent funktsiyasining, ya'ni                    sinx                  x         =                                                             e                                   x                 −                               e                                   −                   x                2           =                                                             e                                   2                   x                 −               1                            2                               e                                   x              =                                             1               −                               e                                   −                   2                   x                              2                               e                                   −                   x              .       { displaystyle  sinh x = { frac {e ^ {x} -e ^ {- x}} {2}} = { frac {e ^ {2x} -1} {2e ^ {x}}} = { frac {1-e ^ {- 2x}} {2e ^ {- x}}}.}    Giperbolik kosinus: hatto qism  eksponent funktsiyasining, ya'ni                    xushchaqchaq                  x         =                                                             e                                   x                 +                               e                                   −                   x                2           =                                                             e                                   2                   x                 +               1                            2                               e                                   x              =                                             1               +                               e                                   −                   2                   x                              2                               e                                   −                   x              .       { displaystyle  cosh x = { frac {e ^ {x} + e ^ {- x}} {2}} = { frac {e ^ {2x} +1} {2e ^ {x}}} = { frac {1 + e ^ {- 2x}} {2e ^ {- x}}}.}    Giperbolik tangens:                    tanh                  x         =                                             sinx                              x                            xushchaqchaq                              x            =                                                             e                                   x                 −                               e                                   −                   x                                              e                                   x                 +                               e                                   −                   x              =                                                             e                                   2                   x                 −               1                                            e                                   2                   x                 +               1          { displaystyle  tanh x = { frac { sinh x} { cosh x}} = { frac {e ^ {x} -e ^ {- x}} {e ^ {x} + e ^ {- x}}} = { frac {e ^ {2x} -1} {e ^ {2x} +1}}}    Giperbolik kotangens: uchun x  ≠ 0 ,                    mato                  x         =                                             xushchaqchaq                              x                            sinx                              x            =                                                             e                                   x                 +                               e                                   −                   x                                              e                                   x                 −                               e                                   −                   x              =                                                             e                                   2                   x                 +               1                                            e                                   2                   x                 −               1          { displaystyle  coth x = { frac { cosh x} { sinh x}} = { frac {e ^ {x} + e ^ {- x}} {e ^ {x} -e ^ {- x}}} = { frac {e ^ {2x} +1} {e ^ {2x} -1}}}    Giperbolik sekant:                    sech                  x         =                               1                           xushchaqchaq                              x            =                               2                                           e                                   x                 +                               e                                   −                   x              =                                             2                               e                                   x                                              e                                   2                   x                 +               1          { displaystyle  operatorname {sech} x = { frac {1} { cosh x}} = { frac {2} {e ^ {x} + e ^ {- x}}} = { frac {2e ^ {x}} {e ^ {2x} +1}}}    Giperbolik kosekans: uchun x  ≠ 0 ,                    CSH                  x         =                               1                           sinx                              x            =                               2                                           e                                   x                 −                               e                                   −                   x              =                                             2                               e                                   x                                              e                                   2                   x                 −               1          { displaystyle  operatorname {csch} x = { frac {1} { sinh x}} = { frac {2} {e ^ {x} -e ^ {- x}}} = { frac {2e ^ {x}} {e ^ {2x} -1}}}    Differentsial tenglama ta'riflari Giperbolik funktsiyalarning echimlari sifatida aniqlanishi mumkin differentsial tenglamalar : Giperbolik sinus va kosinus noyob echimdir (s , v )  tizimning
                                                                                          v                   ′                  (                 x                 )                                                 =                 s                 (                 x                 )                                                               s                   ′                  (                 x                 )                                                 =                 v                 (                 x                 )           { displaystyle { begin {aligned} c '(x) & = s (x)  s' (x) & = c (x)  end {aligned}}}   shu kabi s (0) = 0  va v (0) = 1 .
Ular, shuningdek, tenglamaning noyob echimidir f  ″(x ) = f  (x ) ,shu kabi f  (0) = 1 , f  ′(0) = 0  giperbolik kosinus uchun va f  (0) = 0 , f  ′(0) = 1  giperbolik sinus uchun.
Murakkab trigonometrik ta'riflar Giperbolik funktsiyalarni ham topish mumkin trigonometrik funktsiyalar  bilan murakkab  dalillar:
Giperbolik sinus:[2]                     sinx                  x         =         −         men         gunoh                  (         men         x         )       { displaystyle  sinh x = -i  sin (ix)}    Giperbolik kosinus:[2]                     xushchaqchaq                  x         =         cos                  (         men         x         )       { displaystyle  cosh x =  cos (ix)}    Giperbolik tangens:                    tanh                  x         =         −         men         sarg'ish                  (         men         x         )       { displaystyle  tanh x = -i  tan (ix)}    Giperbolik kotangens:                    mato                  x         =         men         karyola                  (         men         x         )       { displaystyle  coth x = i  cot (ix)}    Giperbolik sekant:                    sech                  x         =         soniya                  (         men         x         )       { displaystyle  operatorname {sech} x =  sec (ix)}    Giperbolik kosekans:                    CSH                  x         =         men         csc                  (         men         x         )       { displaystyle  operatorname {csch} x = i  csc (ix)}    qayerda men  bo'ladi xayoliy birlik  bilan men 2  = −1 .
Yuqoridagi ta'riflar orqali ko'rsatgichli ta'riflar bilan bog'liq Eyler formulasi  (Qarang § murakkab sonlar uchun giperbolik funktsiyalar  quyida).
Xarakterli xususiyatlar  
Giperbolik kosinus Giperbolik kosinus egri chizig'i ostidagi maydon (cheklangan oraliqda) har doim shu oraliqqa to'g'ri keladigan yoy uzunligiga teng ekanligini ko'rsatish mumkin:[16] 
                              maydon          =                   ∫                       a                        b           xushchaqchaq                  x                  d         x         =                   ∫                       a                        b                                 1             +                                           (                                                                             d                                               d                         x                      xushchaqchaq                                      x                  )                                2                      d         x         =                   yoy uzunligi.        { displaystyle { text {area}} =  int _ {a} ^ {b}  cosh x , dx =  int _ {a} ^ {b} { sqrt {1+  left ({ frac {d} {dx}}  cosh x  right) ^ {2}}} , dx = { text {yoy uzunligi.}}}   
Giperbolik tangens Giperbolik tegins - ning echimi differentsial tenglama  f  ′ = 1 − f  2  , bilan f  (0) = 0  va chiziqli emas  chegara muammosi :[17] [18] 
                                                        1               2                      f           ″          =                   f                       3           −         f         ;                  f         (         0         )         =                   f           ′          (         ∞         )         =         0.       { displaystyle { tfrac {1} {2}} f '' = f ^ {3} -f;  quad f (0) = f '( infty) = 0.}   Foydali munosabatlar  
Giperbolik funktsiyalar juda ko'p o'ziga xosliklarni qondiradi, ularning barchasi shakli o'xshash trigonometrik identifikatorlar . Aslini olib qaraganda, Osbornning boshqaruvi [19]   har qanday trigonometrik identifikatsiyani konvertatsiya qilish mumkinligini ta'kidlaydi                     θ       { displaystyle  theta}    ,                     2         θ       { displaystyle 2  theta}    ,                      3         θ       { displaystyle 3  theta}     yoki                     θ       { displaystyle  theta}     va                     φ       { displaystyle  varphi}     giperbolik identifikatsiyaga, uni sinuslar va kosinuslarning ajralmas kuchlari nuqtai nazaridan to'liq kengaytirib, sinusni sinxga va kosinusni coshga o'zgartirib, ikkita sinxod mahsulotini o'z ichiga olgan har bir atama belgisini almashtirish orqali.
Toq va juft funktsiyalar:
                                                                        sinx                                  (                 −                 x                 )                                                 =                 −                 sinx                                  x                                             xushchaqchaq                                  (                 −                 x                 )                                                 =                 xushchaqchaq                                  x           { displaystyle { begin {aligned}  sinh (-x) & = -  sinh x  cosh (-x) & =  cosh x  end {aligned}}}   Shuning uchun:
                                                                        tanh                                  (                 −                 x                 )                                                 =                 −                 tanh                                  x                                             mato                                  (                 −                 x                 )                                                 =                 −                 mato                                  x                                             sech                                  (                 −                 x                 )                                                 =                 sech                                  x                                             CSH                                  (                 −                 x                 )                                                 =                 −                 CSH                                  x           { displaystyle { begin {aligned}  tanh (-x) & = -  tanh x  coth (-x) & = -  coth x  operatorname {sech} (-x) & =  operatorname {sech} x  operator nomi {csch} (-x) & = -  operator nomi {csch} x  end {hizalanmış}}}   Shunday qilib, xushchaqchaq x   va sech x   bor hatto funktsiyalar ; boshqalar g'alati funktsiyalar .
                                                                        arsech                                  x                                                 =                 arcosh                                                    (                                                             1                       x                     )                                              kamon                                  x                                                 =                 arsinh                                                    (                                                             1                       x                     )                                              arcoth                                  x                                                 =                 artanh                                                    (                                                             1                       x                     )            { displaystyle { begin {aligned}  operatorname {arsech} x & =  operatorname {arcosh}  left ({ frac {1} {x}}  right)  operatorname {arcsch} x & =  operatorname {arsinh }  chap ({ frac {1} {x}}  o'ng)  operator nomi {arcoth} x & =  operator nomi {artanh}  chap ({ frac {1} {x}}  o'ng)  end { tekislangan}}}   Giperbolik sinus va kosinus quyidagilarni qondiradi: 
                                                                        xushchaqchaq                                  x                 +                 sinx                                  x                                                 =                                   e                                       x                                               xushchaqchaq                                  x                 −                 sinx                                  x                                                 =                                   e                                       −                     x                                                                 xushchaqchaq                                       2                                    x                 −                                   sinx                                       2                                    x                                                 =                 1           { displaystyle { begin {aligned}  cosh x +  sinh x & = e ^ {x}  cosh x-  sinh x & = e ^ {- x}  cosh ^ {2} x-  sinh ^ {2} x & = 1  end {hizalangan}}}   ularning oxirgisi o'xshash Pifagor trigonometrik o'ziga xosligi .
Bittasi ham bor
                                                                                          sech                                       2                                    x                                                 =                 1                 −                                   tanh                                       2                                    x                                                               CSH                                       2                                    x                                                 =                                   mato                                       2                                    x                 −                 1           { displaystyle { begin {aligned}  operatorname {sech} ^ {2} x & = 1-  tanh ^ {2} x  operator nomi {csch} ^ {2} x & =  coth ^ {2} x- 1  oxiri {hizalangan}}}   boshqa funktsiyalar uchun.
Argumentlar yig'indisi                                                                         sinx                                  (                 x                 +                 y                 )                                                 =                 sinx                                  x                 xushchaqchaq                                  y                 +                 xushchaqchaq                                  x                 sinx                                  y                                             xushchaqchaq                                  (                 x                 +                 y                 )                                                 =                 xushchaqchaq                                  x                 xushchaqchaq                                  y                 +                 sinx                                  x                 sinx                                  y                                             tanh                                  (                 x                 +                 y                 )                                                 =                                                                             tanh                                              x                       +                       tanh                                              y                                            1                       +                       tanh                                              x                       tanh                                              y              { displaystyle { begin {aligned}  sinh (x + y) & =  sinh x  cosh y +  cosh x  sinh y  cosh (x + y) & =  cosh x  cosh y +  sinh x  sinh y  [6px]  tanh (x + y) & = { frac { tanh x +  tanh y} {1+  tanh x  tanh y}}  end {hizalanmış}}}   ayniqsa
                                                                        xushchaqchaq                                  (                 2                 x                 )                                                 =                                   sinx                                       2                                                      x                  +                                   xushchaqchaq                                       2                                                      x                  =                 2                                   sinx                                       2                                    x                 +                 1                 =                 2                                   xushchaqchaq                                       2                                    x                 −                 1                                             sinx                                  (                 2                 x                 )                                                 =                 2                 sinx                                  x                 xushchaqchaq                                  x                                             tanh                                  (                 2                 x                 )                                                 =                                                                             2                       tanh                                              x                                            1                       +                                               tanh                                                   2                                                x              { displaystyle { begin {aligned}  cosh (2x) & =  sinh ^ {2} {x} +  cosh ^ {2} {x} = 2  sinh ^ {2} x + 1 = 2  cosh ^ {2} x-1  sinh (2x) & = 2  sinh x  cosh x  tanh (2x) & = { frac {2  tanh x} {1+  tanh ^ {2} x}}  end {hizalanmış}}}   Shuningdek:
                                                                        sinx                                  x                 +                 sinx                                  y                                                 =                 2                 sinx                                                    (                                                                                     x                         +                         y                        2                     )                  xushchaqchaq                                                    (                                                                                     x                         −                         y                        2                     )                                              xushchaqchaq                                  x                 +                 xushchaqchaq                                  y                                                 =                 2                 xushchaqchaq                                                    (                                                                                     x                         +                         y                        2                     )                  xushchaqchaq                                                    (                                                                                     x                         −                         y                        2                     )            { displaystyle { begin {aligned}  sinh x +  sinh y & = 2  sinh  left ({ frac {x + y} {2}}  right)  cosh  left ({ frac {xy} {2) }}  o'ng)  cosh x +  cosh y & = 2  cosh  chap ({ frac {x + y} {2}}  o'ng)  cosh  chap ({ frac {xy} {2}}  right)  end {hizalangan}}}   Chiqarish formulalari                                                                         sinx                                  (                 x                 −                 y                 )                                                 =                 sinx                                  x                 xushchaqchaq                                  y                 −                 xushchaqchaq                                  x                 sinx                                  y                                             xushchaqchaq                                  (                 x                 −                 y                 )                                                 =                 xushchaqchaq                                  x                 xushchaqchaq                                  y                 −                 sinx                                  x                 sinx                                  y                                             tanh                                  (                 x                 −                 y                 )                                                 =                                                                             tanh                                              x                       −                       tanh                                              y                                            1                       −                       tanh                                              x                       tanh                                              y              { displaystyle { begin {aligned}  sinh (xy) & =  sinh x  cosh y-  cosh x  sinh y  cosh (xy) & =  cosh x  cosh y-  sinh x  sinh y  tanh (xy) & = { frac { tanh x-  tanh y} {1-  tanh x  tanh y}}  end {hizalanmış}}}   Shuningdek:[20] 
                                                                        sinx                                  x                 −                 sinx                                  y                                                 =                 2                 xushchaqchaq                                                    (                                                                                     x                         +                         y                        2                     )                  sinx                                                    (                                                                                     x                         −                         y                        2                     )                                              xushchaqchaq                                  x                 −                 xushchaqchaq                                  y                                                 =                 2                 sinx                                                    (                                                                                     x                         +                         y                        2                     )                  sinx                                                    (                                                                                     x                         −                         y                        2                     )            { displaystyle { begin {aligned}  sinh x-  sinh y & = 2  cosh  left ({ frac {x + y} {2}}  right)  sinh  left ({ frac {xy} {) 2}}  o'ng)  cosh x-  cosh y & = 2  sinh  chap ({ frac {x + y} {2}}  o'ng)  sinh  chap ({ frac {xy} {2) }}  right)  end {hizalangan}}}   Yarim argument formulalari                                                                         sinx                                                    (                                                             x                       2                     )                                                  =                                                                             sinx                                              x                                            2                       (                       xushchaqchaq                                              x                       +                       1                       )                                                                   =                 sgn                                  x                                                                                                                      xushchaqchaq                                                  x                         −                         1                        2                                                xushchaqchaq                                                    (                                                             x                       2                     )                                                  =                                                                                                     xushchaqchaq                                                  x                         +                         1                        2                                                tanh                                                    (                                                             x                       2                     )                                                  =                                                                             sinx                                              x                                            xushchaqchaq                                              x                       +                       1                                                                   =                 sgn                                  x                                                                                                                      xushchaqchaq                                                  x                         −                         1                                                xushchaqchaq                                                  x                         +                         1                     =                                                                                                     e                                                   x                         −                       1                                                                    e                                                   x                         +                       1              { displaystyle { begin {aligned}  sinh  left ({ frac {x} {2}}  right) & = { frac { sinh x} { sqrt {2 ( cosh x + 1)} }} && =  operator nomi {sgn} x , { sqrt { frac { cosh x-1} {2}}}  [6px]  cosh  left ({ frac {x} {2}}  o'ng) & = { sqrt { frac { cosh x + 1} {2}}}  [6px]  tanh  left ({ frac {x} {2}}  right) & = { frac { sinh x} { cosh x + 1}} && =  operator nomi {sgn} x , { sqrt { frac { cosh x-1} { cosh x + 1}}} = { frac {e ^ {x} -1} {e ^ {x} +1}}  end {aligned}}}   qayerda sgn  bo'ladi belgi funktsiyasi .
Agar x  ≠ 0 , keyin[21] 
                    tanh                            (                                     x               2             )          =                                             xushchaqchaq                              x               −               1                            sinx                              x            =         mato                  x         −         CSH                  x       { displaystyle  tanh  left ({ frac {x} {2}}  right) = { frac { cosh x-1} { sinh x}} =  coth x-  operator nomi {csch} x}   Kvadrat formulalar                                                                                           sinx                                       2                                    x                                                 =                                                       1                     2                   (                 xushchaqchaq                                  2                 x                 −                 1                 )                                                               xushchaqchaq                                       2                                    x                                                 =                                                       1                     2                   (                 xushchaqchaq                                  2                 x                 +                 1                 )           { displaystyle { begin {aligned}  sinh ^ {2} x & = { frac {1} {2}} ( cosh 2x-1)  cosh ^ {2} x & = { frac {1} {2}} ( cosh 2x + 1)  end {hizalangan}}}   Tengsizliklar Statistikada quyidagi tengsizlik foydali:                    xushchaqchaq                  (         t         )         ≤                   e                                     t                               2                             /              2         { displaystyle  operator nomi {cosh} (t)  leq e ^ {t ^ {2} / 2}}     [22] 
Ikkala funktsiyani Teylor seriyasini atamalar bo'yicha atamalar bilan taqqoslash orqali isbotlash mumkin.
Logaritma sifatida teskari funktsiyalar  
                                                                        arsinh                                  (                 x                 )                                                 =                 ln                                                    (                                       x                     +                                                                                             x                                                       2                           +                         1                      )                                              arcosh                                  (                 x                 )                                                 =                 ln                                                    (                                       x                     +                                                                                             x                                                       2                           −                         1                      )                                                x                 ⩾                 1                                             artanh                                  (                 x                 )                                                 =                                                       1                     2                   ln                                                    (                                                                                     1                         +                         x                                                1                         −                         x                      )                                                                                   |                  x                                   |                  <                 1                                             arcoth                                  (                 x                 )                                                 =                                                       1                     2                   ln                                                    (                                                                                     x                         +                         1                                                x                         −                         1                      )                                                                                   |                  x                                   |                  >                 1                                             arsech                                  (                 x                 )                                                 =                 ln                                                    (                                                                                     1                         x                       +                                                                                                                         1                                                           x                                                               2                             −                         1                      )                  =                 ln                                                    (                                                                                     1                         +                                                                               1                             −                                                           x                                                               2                            x                     )                                                0                 <                 x                 ⩽                 1                                             kamon                                  (                 x                 )                                                 =                 ln                                                    (                                                                                     1                         x                       +                                                                                                                         1                                                           x                                                               2                             +                         1                      )                                                x                 ≠                 0           { displaystyle { begin {aligned}  operatorname {arsinh} (x) & =  ln  left (x + { sqrt {x ^ {2} +1}}  right)  operatorname {arcosh} (x ) & =  ln  chap (x + { sqrt {x ^ {2} -1}}  o'ng) && x  geqslant 1  operatorname {artanh} (x) & = { frac {1} {2} }  ln  chap ({ frac {1 + x} {1-x}}  o'ng) va& | x | <1  operator nomi {arcoth} (x) & = { frac {1} {2} }  ln  left ({ frac {x + 1} {x-1}}  right) && | x |> 1  operatorname {arsech} (x) & =  ln  left ({ frac {) 1} {x}} + { sqrt {{ frac {1} {x ^ {2}}} - 1}}  o'ng) =  ln  chap ({ frac {1 + { sqrt {1-) x ^ {2}}}} {x}}  right) && 0    Hosilalari  
                                                                                                              d                                           d                       x                    sinx                                  x                                                 =                 xushchaqchaq                                  x                                                                                   d                                           d                       x                    xushchaqchaq                                  x                                                 =                 sinx                                  x                                                                                   d                                           d                       x                    tanh                                  x                                                 =                 1                 −                                   tanh                                       2                                    x                 =                                   sech                                       2                                    x                 =                                                       1                                                                   xushchaqchaq                                                   2                                                x                                                                                      d                                           d                       x                    mato                                  x                                                 =                 1                 −                                   mato                                       2                                    x                 =                 −                                   CSH                                       2                                    x                 =                 −                                                       1                                                                   sinx                                                   2                                                x                                                  x                 ≠                 0                                                                                   d                                           d                       x                    sech                                  x                                                 =                 −                 tanh                                  x                 sech                                  x                                                                                   d                                           d                       x                    CSH                                  x                                                 =                 −                 mato                                  x                 CSH                                  x                                               x                 ≠                 0                                                                                   d                                           d                       x                    arsinh                                  x                                                 =                                                       1                                                                   x                                                   2                         +                       1                                                                                      d                                           d                       x                    arcosh                                  x                                                 =                                                       1                                                                   x                                                   2                         −                       1                                                  1                 <                 x                                                                                   d                                           d                       x                    artanh                                  x                                                 =                                                       1                                           1                       −                                               x                                                   2                                                                                       |                  x                                   |                  <                 1                                                                                   d                                           d                       x                    arcoth                                  x                                                 =                                                       1                                           1                       −                                               x                                                   2                                                    1                 <                                   |                  x                                   |                                                                                    d                                           d                       x                    arsech                                  x                                                 =                 −                                                       1                                           x                                                                         1                           −                                                       x                                                           2                                                      0                 <                 x                 <                 1                                                                                   d                                           d                       x                    kamon                                  x                                                 =                 −                                                       1                                                                   |                        x                                               |                                                                          1                           +                                                       x                                                           2                                                      x                 ≠                 0           { displaystyle { begin {aligned} { frac {d} {dx}}  sinh x & =  cosh x  { frac {d} {dx}}  cosh x & =  sinh x  { frac {d} {dx}}  tanh x & = 1-  tanh ^ {2} x =  operator nomi {sech} ^ {2} x = { frac {1} { cosh ^ {2} x}}  { frac {d} {dx}}  coth x & = 1-  coth ^ {2} x = -  operatorname {csch} ^ {2} x = - { frac {1} { sinh ^ {2} x}} && x  neq 0  { frac {d} {dx}}  operator nomi {sech} x & = -  tanh x  operator nomi {sech} x  { frac {d} {dx}}  operator nomi {csch} x & = -  coth x  operator nomi {csch} x && x  neq 0  { frac {d} {dx}}  operator nomi {arsinh} x & = { frac {1} { sqrt {x ^ { 2} +1}}}  { frac {d} {dx}}  operator nomi {arcosh} x & = { frac {1} { sqrt {x ^ {2} -1}}} && 1    
Ikkinchi hosilalar  
Sinx va cosh ikkalasi ham ularga teng ikkinchi lotin , anavi:
                                                        d                               2                             d                               x                                   2              sinx                  x         =         sinx                  x               { displaystyle { frac {d ^ {2}} {dx ^ {2}}}  sinh x =  sinh x ,}                                                           d                               2                             d                               x                                   2              xushchaqchaq                  x         =         xushchaqchaq                  x                  .       { displaystyle { frac {d ^ {2}} {dx ^ {2}}}  cosh x =  cosh x  ,.}   Ushbu xususiyatga ega bo'lgan barcha funktsiyalar chiziqli kombinatsiyalar  sinh va cosh, xususan eksponent funktsiyalar                                e                       x         { displaystyle e ^ {x}}     va                               e                       −             x         { displaystyle e ^ {- x}}    .
Standart integrallar  
                                                                        ∫                 sinx                                  (                 a                 x                 )                                  d                 x                                                 =                                   a                                       −                     1                   xushchaqchaq                                  (                 a                 x                 )                 +                 C                                             ∫                 xushchaqchaq                                  (                 a                 x                 )                                  d                 x                                                 =                                   a                                       −                     1                   sinx                                  (                 a                 x                 )                 +                 C                                             ∫                 tanh                                  (                 a                 x                 )                                  d                 x                                                 =                                   a                                       −                     1                   ln                                  (                 xushchaqchaq                                  (                 a                 x                 )                 )                 +                 C                                             ∫                 mato                                  (                 a                 x                 )                                  d                 x                                                 =                                   a                                       −                     1                   ln                                  (                 sinx                                  (                 a                 x                 )                 )                 +                 C                                             ∫                 sech                                  (                 a                 x                 )                                  d                 x                                                 =                                   a                                       −                     1                   Arktan                                  (                 sinx                                  (                 a                 x                 )                 )                 +                 C                                             ∫                 CSH                                  (                 a                 x                 )                                  d                 x                                                 =                                   a                                       −                     1                   ln                                                    (                                       tanh                                                                (                                                                                                     a                             x                            2                         )                     )                  +                 C                 =                                   a                                       −                     1                   ln                                                    |                                       CSH                                          (                     a                     x                     )                     −                     mato                                          (                     a                     x                     )                    |                  +                 C           { displaystyle { begin {aligned}  int  sinh (ax) , dx & = a ^ {- 1}  cosh (ax) + C  int  cosh (ax) , dx & = a ^ {- 1}  sinh (ax) + C  int  tanh (ax) , dx & = a ^ {- 1}  ln ( cosh (ax)) + C  int  coth (ax) , dx & = a ^ {- 1}  ln ( sinh (ax)) + C  int  operator nomi {sech} (ax) , dx & = a ^ {- 1}  arctan ( sinh (ax)) + C  int  operator nomi {csch} (ax) , dx & = a ^ {- 1}  ln  chap ( tanh  chap ({ frac {ax} {2}}  o'ng)  o'ng) + C = a ^ {- 1}  ln  left |  operatorname {csch} (ax) -  coth (ax)  right | + C  end {hizalangan}}}   Quyidagi integrallarni isbotlash mumkin giperbolik almashtirish :
                                                                        ∫                                                                             1                                                                         a                                                       2                           +                                                   siz                                                       2                                           d                   siz                                                  =                 arsinh                                                    (                                                             siz                       a                     )                  +                 C                                             ∫                                                                             1                                                                         siz                                                       2                           −                                                   a                                                       2                                           d                   siz                                                  =                 arcosh                                                    (                                                             siz                       a                     )                  +                 C                                             ∫                                                       1                                                                   a                                                   2                         −                                               siz                                                   2                                       d                 siz                                                 =                                   a                                       −                     1                   artanh                                                    (                                                             siz                       a                     )                  +                 C                                                                 siz                                       2                   <                                   a                                       2                                               ∫                                                       1                                                                   a                                                   2                         −                                               siz                                                   2                                       d                 siz                                                 =                                   a                                       −                     1                   arcoth                                                    (                                                             siz                       a                     )                  +                 C                                                                 siz                                       2                   >                                   a                                       2                                               ∫                                                                             1                                               siz                                                                                                             a                                                               2                               −                                                           siz                                                               2                                             d                   siz                                                  =                 −                                   a                                       −                     1                   arsech                                                    (                                                             siz                       a                     )                  +                 C                                             ∫                                                                             1                                               siz                                                                                                             a                                                               2                               +                                                           siz                                                               2                                             d                   siz                                                  =                 −                                   a                                       −                     1                   kamon                                                    |                                                             siz                       a                     |                  +                 C           { displaystyle { begin {aligned}  int {{ frac {1} { sqrt {a ^ {2} + u ^ {2}}}} , du} & =  operator nomi {arsinh}  left ( { frac {u} {a}}  right) + C  int {{ frac {1} { sqrt {u ^ {2} -a ^ {2}}}} , du} & =  operatorname {arcosh}  chap ({ frac {u} {a}}  o'ng) + C  int { frac {1} {a ^ {2} -u ^ {2}}} , du & = a ^ {- 1}  operator nomi {artanh}  chap ({ frac {u} {a}}  o'ng) + C && u ^ {2}  a ^ {2}  int {{ frac {1} {u { sqrt {a ^ {2} -u ^ {2}}}}} , du} & = - a ^ {- 1}  operator nomi {arsech}  chap ({ frac {u} {a}}  o'ng) + C  int {{ frac {1} {u { sqrt {a ^ {2} + u ^ {2}}}}} , du} & = - a ^ {- 1}  operator nomi {arcsch}  left | { frac {u} {a}}  right | + C  end {hizalangan}}}    qayerda C  bo'ladi integratsiyaning doimiyligi .
Teylor seriyasining iboralari  
Ni aniq ifodalash mumkin Teylor seriyasi  nolda (yoki Loran seriyasi , agar funktsiya yuqoridagi funktsiyalarning nolida aniqlanmagan bo'lsa).
                    sinx                  x         =         x         +                                             x                               3                             3               !            +                                             x                               5                             5               !            +                                             x                               7                             7               !            +         ⋯         =                   ∑                       n             =             0                        ∞                                               x                               2                 n                 +                 1                             (               2               n               +               1               )               !          { displaystyle  sinh x = x + { frac {x ^ {3}} {3!}} + { frac {x ^ {5}} {5!}} + { frac {x ^ {7}} {7!}} +  Cdots =  sum _ {n = 0} ^ { infty} { frac {x ^ {2n + 1}} {(2n + 1)!}}}   Ushbu seriya yaqinlashuvchi  har bir kishi uchun murakkab  ning qiymati x . Funktsiyadan beri sinx x   bu g'alati , faqat toq eksponentlar uchun x   uning Teylor seriyasida uchraydi.
                    xushchaqchaq                  x         =         1         +                                             x                               2                             2               !            +                                             x                               4                             4               !            +                                             x                               6                             6               !            +         ⋯         =                   ∑                       n             =             0                        ∞                                               x                               2                 n                             (               2               n               )               !          { displaystyle  cosh x = 1 + { frac {x ^ {2}} {2!}} + { frac {x ^ {4}} {4!}} + { frac {x ^ {6} } {6!}} +  Cdots =  sum _ {n = 0} ^ { infty} { frac {x ^ {2n}} {(2n)!}}}   Ushbu seriya yaqinlashuvchi  har bir kishi uchun murakkab  ning qiymati x . Funktsiyadan beri xushchaqchaq x   bu hatto , faqat eksponentlar uchun x   uning Teylor seriyasida uchraydi.
Sinh va cosh qatorlarining yig'indisi quyidagicha cheksiz qatorlar  ning ifodasi eksponent funktsiya .
Keyingi seriyalardan keyin ularning bir qismining tavsifi keltirilgan konvergentsiya sohasi , bu erda qator yaqinlashuvchi va uning yig'indisi funktsiyaga teng.
                                                                        tanh                                  x                                                 =                 x                 −                                                                             x                                               3                       3                   +                                                                             2                                               x                                                   5                        15                   −                                                                             17                                               x                                                   7                        315                   +                 ⋯                 =                                   ∑                                       n                     =                     1                                        ∞                                                                                                       2                                                   2                           n                         (                                               2                                                   2                           n                         −                       1                       )                                               B                                                   2                           n                                                 x                                                   2                           n                           −                           1                                              (                       2                       n                       )                       !                    ,                                                    |                   x                   |                  <                                                       π                     2                                               mato                                  x                                                 =                                   x                                       −                     1                   +                                                       x                     3                   −                                                                             x                                               3                       45                   +                                                                             2                                               x                                                   5                        945                   +                 ⋯                 =                                   ∑                                       n                     =                     0                                        ∞                                                                                                       2                                                   2                           n                                                 B                                                   2                           n                                                 x                                                   2                           n                           −                           1                                              (                       2                       n                       )                       !                    ,                                  0                 <                                   |                   x                   |                  <                 π                                             sech                                  x                                                 =                 1                 −                                                                             x                                               2                       2                   +                                                                             5                                               x                                                   4                        24                   −                                                                             61                                               x                                                   6                        720                   +                 ⋯                 =                                   ∑                                       n                     =                     0                                        ∞                                                                                                       E                                                   2                           n                                                 x                                                   2                           n                                              (                       2                       n                       )                       !                    ,                                                    |                   x                   |                  <                                                       π                     2                                               CSH                                  x                                                 =                                   x                                       −                     1                   −                                                       x                     6                   +                                                                             7                                               x                                                   3                        360                   −                                                                             31                                               x                                                   5                        15120                   +                 ⋯                 =                                   ∑                                       n                     =                     0                                        ∞                                                                               2                       (                       1                       −                                               2                                                   2                           n                           −                           1                         )                                               B                                                   2                           n                                                 x                                                   2                           n                           −                           1                                              (                       2                       n                       )                       !                    ,                                  0                 <                                   |                   x                   |                  <                 π           { displaystyle { begin {aligned}  tanh x & = x - { frac {x ^ {3}} {3}} + { frac {2x ^ {5}} {15}} - { frac {17x ^ {7}} {315}} +  cdots =  sum _ {n = 1} ^ { infty} { frac {2 ^ {2n} (2 ^ {2n} -1) B_ {2n} x ^ {2n-1}} {(2n)!}},  Qquad  left | x  right | <{ frac { pi} {2}}  coth x & = x ^ {- 1} + { frac {x} {3}} - { frac {x ^ {3}} {45}} + { frac {2x ^ {5}} {945}} +  cdots =  sum _ {n = 0} ^ { infty} { frac {2 ^ {2n} B_ {2n} x ^ {2n-1}} {(2n)!}},  qquad 0 < left | x  right | < pi   operatorname {sech} , x & = 1 - { frac {x ^ {2}} {2}} + { frac {5x ^ {4}} {24}} - { frac {61x ^ {6} } {720}} +  cdots =  sum _ {n = 0} ^ { infty} { frac {E_ {2n} x ^ {2n}} {(2n)!}},  Qquad  left | x  right | <{ frac { pi} {2}}  operatorname {csch} , x & = x ^ {- 1} - { frac {x} {6}} + { frac {7x ^ {3}} {360}} - { frac {31x ^ {5}} {15120}} +  cdots =  sum _ {n = 0} ^ { infty} { frac {2 (1-2 ^) {2n-1}) B_ {2n} x ^ {2n-1}} {(2n)!}},  Qquad 0 < chap | x  right | < pi  end {hizalangan}}}   qaerda:
                              B                       n                 { displaystyle B_ {n} ,}     bo'ladi n th Bernulli raqami                               E                       n                 { displaystyle E_ {n} ,}     bo'ladi n th Eyler raqami Dumaloq funktsiyalar bilan taqqoslash  
   (1,1) dagi doira va giperbola tangensi doiraviy funktsiyalar geometriyasini nuqtai nazaridan aks ettiradi 
doiraviy sektor  maydon 
siz  va qarab giperbolik funktsiyalar 
giperbolik sektor  maydon 
siz .
Giperbolik funktsiyalar ning kengayishini ifodalaydi trigonometriya  tashqari dairesel funktsiyalar . Ikkala tur ham dalil , yoki dumaloq burchak  yoki giperbolik burchak .
Beri doiraviy sektorning maydoni  radius bilan r  va burchak siz  (radianlarda) bu r 2 siz / 2, u teng bo'ladi siz  qachon r  = √2  . Diagrammada bunday aylana giperbolaga tegishlidir xy  = 1 da (1,1). Sariq sektor maydon va burchak kattaligini tasvirlaydi. Xuddi shunday, sariq va qizil sektorlar birgalikda maydonni va giperbolik burchak kattaligi .
Ikkala oyoq to'g'ri uchburchaklar  nurlari gipotenuza bilan burchaklarni aniqlaydi √2   dumaloq va giperbolik funktsiyalarni ko'paytiradi.
Giperbolik burchak an o'zgarmas o'lchov  ga nisbatan siqishni xaritalash , xuddi aylanma burchak o'zgarishda o'zgarmas bo'lgani kabi.[23] 
The Gudermanniya funktsiyasi  dumaloq funktsiyalar bilan murakkab sonlarni o'z ichiga olmaydigan giperbolikalar orasidagi to'g'ridan-to'g'ri bog'liqlikni beradi.
Funktsiya grafigi a  chiroyli (x /a ) bo'ladi kateteriya , bir xil egiluvchan zanjir tomonidan hosil bo'lgan egri chiziq, bir xil tortishish kuchi ostida ikkita sobit nuqta o'rtasida erkin osilib turadi.
Eksponent funktsiya bilan bog'liqlik  
Undagi eksponent funktsiyani parchalanishi juft va toq qismlar  identifikatorlarni beradi
                              e                       x           =         xushchaqchaq                  x         +         sinx                  x         ,       { displaystyle e ^ {x} =  cosh x +  sinh x,}   va
                              e                       −             x           =         xushchaqchaq                  x         −         sinx                  x         .       { displaystyle e ^ {- x} =  cosh x-  sinh x.}   Birinchisi shunga o'xshash Eyler formulasi 
                              e                       men             x           =         cos                  x         +         men         gunoh                  x         .       { displaystyle e ^ {ix} =  cos x + i  sin x.}   Qo'shimcha ravishda,
                              e                       x           =                                                             1                 +                 tanh                                  x                                1                 −                 tanh                                  x             =                                             1               +               tanh                                                                x                   2                              1               −               tanh                                                                x                   2            { displaystyle e ^ {x} = { sqrt { frac {1+  tanh x} {1-  tanh x}}} = { frac {1+  tanh { frac {x} {2}} } {1-  tanh { frac {x} {2}}}}}   Murakkab sonlar uchun giperbolik funktsiyalar  
Beri eksponent funktsiya  har qanday kishi uchun belgilanishi mumkin murakkab  argument, shuningdek, giperbolik funktsiyalarning ta'riflarini murakkab argumentlarga etkazishimiz mumkin. Sinx funktsiyalariz  va chiroyliz  keyin holomorfik .
Oddiy trigonometrik funktsiyalar bilan aloqalar tomonidan berilgan Eyler formulasi  murakkab raqamlar uchun:
                                                                                          e                                       men                     x                                                   =                 cos                                  x                 +                 men                 gunoh                                  x                                                               e                                       −                     men                     x                                                   =                 cos                                  x                 −                 men                 gunoh                                  x           { displaystyle { begin {aligned} e ^ {ix} & =  cos x + i  sin x  e ^ {- ix} & =  cos x-i  sin x  end {aligned}}}   shunday:
                                                                        xushchaqchaq                                  (                 men                 x                 )                                                 =                                                       1                     2                                     (                                                             e                                               men                         x                       +                                           e                                               −                         men                         x                      )                  =                 cos                                  x                                             sinx                                  (                 men                 x                 )                                                 =                                                       1                     2                                     (                                                             e                                               men                         x                       −                                           e                                               −                         men                         x                      )                  =                 men                 gunoh                                  x                                             xushchaqchaq                                  (                 x                 +                 men                 y                 )                                                 =                 xushchaqchaq                                  (                 x                 )                 cos                                  (                 y                 )                 +                 men                 sinx                                  (                 x                 )                 gunoh                                  (                 y                 )                                             sinx                                  (                 x                 +                 men                 y                 )                                                 =                 sinx                                  (                 x                 )                 cos                                  (                 y                 )                 +                 men                 xushchaqchaq                                  (                 x                 )                 gunoh                                  (                 y                 )                                             tanh                                  (                 men                 x                 )                                                 =                 men                 sarg'ish                                  x                                             xushchaqchaq                                  x                                                 =                 cos                                  (                 men                 x                 )                                             sinx                                  x                                                 =                 −                 men                 gunoh                                  (                 men                 x                 )                                             tanh                                  x                                                 =                 −                 men                 sarg'ish                                  (                 men                 x                 )           { displaystyle { begin {aligned}  cosh (ix) & = { frac {1} {2}}  left (e ^ {ix} + e ^ {- ix}  right) =  cos x   sinh (ix) & = { frac {1} {2}}  chap (e ^ {ix} -e ^ {- ix}  right) = i  sin x  cosh (x + iy) & =  cosh (x)  cos (y) + i  sinh (x)  sin (y)  sinh (x + iy) & =  sinh (x)  cos (y) + i  cosh (x) )  sin (y)  tanh (ix) & = i  tan x  cosh x & =  cos (ix)  sinh x & = - i  sin (ix)  tanh x & = - i  tan (ix)  end {hizalanmış}}}   Shunday qilib, giperbolik funktsiyalar davriy  xayoliy tarkibiy qismga nisbatan, davr bilan                     2         π         men       { displaystyle 2  pi i}     (                    π         men       { displaystyle  pi i}     giperbolik tangens va kotangens uchun).
Kompleks tekislikdagi giperbolik funktsiyalar                     sinx                  (         z         )       { displaystyle  operatorname {sinh} (z)}                       xushchaqchaq                  (         z         )       { displaystyle  operatorname {cosh} (z)}                       tanh                  (         z         )       { displaystyle  operatorname {tanh} (z)}                       mato                  (         z         )       { displaystyle  operatorname {coth} (z)}                       sech                  (         z         )       { displaystyle  operatorname {sech} (z)}                       CSH                  (         z         )       { displaystyle  operatorname {csch} (z)}   
Shuningdek qarang  
Adabiyotlar  
^ a   b   "Algebra belgilarining to'liq ro'yxati" . Matematik kassa . 2020-03-25. Olingan 2020-08-29  .^ a   b   v   d   Vayshteyn, Erik V. "Giperbolik funktsiyalar" . mathworld.wolfram.com . Olingan 2020-08-29  . ^   (1999) Kollinzning qisqacha lug'ati , 4-nashr, HarperCollins, Glazgo, ISBN  0 00 472257 4 , p. 1386 ^ a   b   Kollinzning qisqacha lug'ati , p. 328^ a   b   "Giperbolik funktsiyalar" . www.mathsisfun.com . Olingan 2020-08-29  .^   Kollinzning qisqacha lug'ati , p. 1520^   Kollinzning qisqacha lug'ati , p. 1340^   Kollinzning qisqacha lug'ati , p. 329^   tanh ^   Vudxaus, N. M. J.  (2003), Maxsus nisbiylik , London: Springer, p. 71, ISBN  978-1-85233-426-0 ^   Abramovits, Milton ; Stegun, Irene A. , tahrir. (1972), Matematik funktsiyalar uchun formulalar, grafikalar va matematik jadvallar bilan qo'llanma  , Nyu York: Dover nashrlari , ISBN  978-0-486-61272-0 ^   Foydalanishning ba'zi bir misollari arcsinh   ichida topilgan Google Books .^   Niven, Ivan (1985). Irratsional raqamlar . 11 . Amerika matematik assotsiatsiyasi. ISBN  9780883850381  . JSTOR  10.4169 / j.ctt5hh8zn . ^   Robert E. Bredli, Lourens A. D'Antonio, Charlz Edvard Sandifer. Eyler 300 yoshda: minnatdorchilik.  Amerika Matematik Uyushmasi, 2007. 100-bet. ^   Georg F. Beker. Giperbolik funktsiyalar.  Kitoblarni o'qing, 1931 yil. Sahifa xlviii. ^   N.P., Bali (2005). Oltin integral hisob  . Xavfsizlik devori media. p. 472. ISBN  81-7008-169-6  . ^   Vayshteyn, Erik V.  "Giperbolik tanjant" . MathWorld  .^   "Tan eritmasini hosil qilish 1 / 2 f " = f 3  − f " . Matematika StackExchange  . Olingan 18 mart  2016 .^   Osborn, G. (1902 yil iyul). "Giperbolik formulalar uchun mnemonic" . Matematik gazeta  . 2  (34): 189. doi :10.2307/3602492 . JSTOR  3602492 . ^   Martin, Jorj E. (1986). Geometriya asoslari va evklid bo'lmagan tekislik  (1-chi tahrir). Nyu-York: Springer-Verlag. p. 416. ISBN  3-540-90694-0  . ^   "Shaxsingizni tasdiqlang" . StackExchange  (matematika). Olingan 24 yanvar  2016 .^   Audibert, Jan-Iv (2009). "Birlashtirish orqali statistik xulosada tezkor o'rganish darajasi". Statistika yilnomalari. p. 1627.   [1] ^   Mellen W. Haskell , "Giperbolik funktsiyalar tushunchasini joriy etish to'g'risida", Amerika Matematik Jamiyati Axborotnomasi  1 :6:155–9, to'liq matn Tashqi havolalar  
Trigonometrik va giperbolik funktsiyalar
Boshlang'ich O'zaro Teskari Giperbolik Teskari giperbolik Boshqalar