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雙曲函數恆等式

数学中,雙曲函數恆等式是对出现的变量的所有值都为的涉及到雙曲函數的等式。这些恒等式在表达式中有些雙曲函數需要简化的时候是很有用的。雙曲函數的恆等式有的與三角恆等式類似。就如同三角函數,他有一个重要应用是非雙曲函數的积分:一个常用技巧是首先使用换元积分法,規則與使用三角函数的代换规则類似,则通过雙曲函數恆等式可简化结果的积分。

雙曲扇形a的很多雙曲函数可以在几何上依据以O为中心的雙曲線来构造。

符号

函数 倒數函数
全寫 簡寫 全寫 簡寫
函数 hyperbolic sine sinh hyperbolic cosecant csch
反函数 inverse hyperbolic sine arcsinh inverse hyperbolic cosecant arccsch
函数 hyperbolic cosine cosh hyperbolic secant sech
反函数 inverse hyperbolic cosine arccosh inverse hyperbolic secant arcsech
函数 hyperbolic tangent tanh hyperbolic cotangent coth
反函数 inverse hyperbolic tangent arctanh inverse hyperbolic cotangent arccoth

基本關係

 
sinh, coshtanh
 
csch, sechcoth

雙曲函數基本恒等式如下:

 
 
 
 
  •  
  •  
  •  
  •  
  •  
  •  

就如同三角函數,由上面的平方關係加上雙曲函數的基本定義,可以導出下面的表格,即每個雙曲函數都可以用其他五個表達。(严谨地说,所有根号前都应根据实际情况添加正负号)

函數 sinh cosh tanh coth sech csch
             
             
             
             
             
             

其他函數的基本關係

三角函數還有正矢餘矢半正矢半餘矢外正割外餘割等函數,利用他們的定義也可以導出雙曲函數

名稱 函數
雙曲正矢, hyperbolic versine  
 
 
雙曲餘矢, hyperbolic coversine  
 
 
雙曲半正矢 , hyperbolic haversine    
雙曲半餘矢 , hyperbolic hacoversine    
雙曲外正割 , hyperbolic exsecant    
雙曲外餘割 , hyperbolic excosecant    

和角公式

 
 
 
 
 
 

和差化積公式

 
 
 
 
 
 

積化和差公式

 
 
 

倍角公式

  • 二倍角公式:
 
 
 
  • 三倍角公式:
 
 

半形公式

 
 
 

幂简约公式

 
 
 

雙曲正切半形公式

 
 
 

泰勒展開式

 
 
 
  (罗朗级数)
 
  (罗朗级数)

其中

  是第n項 伯努利數
  是第n項 欧拉數

三角函數與雙曲函數的恆等式

利用三角恒等式的指數定義雙曲函數的指數定義英语Hyperbolic_function#Hyperbolic_functions_for_complex_numbers即可求出下列恆等式:

 

 

所以

 

 

下表列出部分的三角函數雙曲函數恆等式:

三角函數 雙曲函數
   
   
   
   
   
   
  • 其他恆等式:
 
 
 
 
 
 
 
 

參見

參考文獻

雙曲函數恆等式, 在数学中, 是对出现的变量的所有值都为實的涉及到雙曲函數的等式, 这些恒等式在表达式中有些雙曲函數需要简化的时候是很有用的, 雙曲函數的恆等式有的與三角恆等式類似, 就如同三角函數, 他有一个重要应用是非雙曲函數的积分, 一个常用技巧是首先使用换元积分法, 規則與使用三角函数的代换规则類似, 则通过可简化结果的积分, 雙曲扇形a的很多雙曲函数可以在几何上依据以o为中心的雙曲線来构造, 目录, 符号, 基本關係, 其他函數的基本關係, 和角公式, 和差化積公式, 積化和差公式, 倍角公式, 半形公式. 在数学中 雙曲函數恆等式是对出现的变量的所有值都为實的涉及到雙曲函數的等式 这些恒等式在表达式中有些雙曲函數需要简化的时候是很有用的 雙曲函數的恆等式有的與三角恆等式類似 就如同三角函數 他有一个重要应用是非雙曲函數的积分 一个常用技巧是首先使用换元积分法 規則與使用三角函数的代换规则類似 则通过雙曲函數恆等式可简化结果的积分 雙曲扇形a的很多雙曲函数可以在几何上依据以O为中心的雙曲線来构造 目录 1 符号 2 基本關係 2 1 其他函數的基本關係 3 和角公式 4 和差化積公式 5 積化和差公式 6 倍角公式 7 半形公式 8 幂简约公式 9 雙曲正切半形公式 10 泰勒展開式 11 三角函數與雙曲函數的恆等式 12 參見 13 參考文獻符号 编辑函数 倒數函数全寫 簡寫 全寫 簡寫函数 hyperbolic sine sinh hyperbolic cosecant csch反函数 inverse hyperbolic sine arcsinh inverse hyperbolic cosecant arccsch函数 hyperbolic cosine cosh hyperbolic secant sech反函数 inverse hyperbolic cosine arccosh inverse hyperbolic secant arcsech函数 hyperbolic tangent tanh hyperbolic cotangent coth反函数 inverse hyperbolic tangent arctanh inverse hyperbolic cotangent arccoth基本關係 编辑 sinh cosh 和 tanh csch sech 和 coth雙曲函數基本恒等式如下 cosh 2 x sinh 2 x 1 displaystyle cosh 2 x sinh 2 x 1 tanh x coth x 1 displaystyle tanh x cdot coth x 1 1 tanh 2 x sech 2 x displaystyle 1 tanh 2 x operatorname sech 2 x coth 2 x 1 csch 2 x displaystyle coth 2 x 1 operatorname csch 2 x sinh x e x e x 2 displaystyle sinh x e x e x over 2 cosh x e x e x 2 displaystyle cosh x e x e x over 2 tanh x sinh x cosh x displaystyle tanh x sinh x over cosh x coth x 1 tanh x displaystyle coth x 1 over tanh x s e c h x 1 cosh x displaystyle mathop rm sech x 1 over cosh x c s c h x 1 sinh x displaystyle mathop rm csch x 1 over sinh x 就如同三角函數 由上面的平方關係加上雙曲函數的基本定義 可以導出下面的表格 即每個雙曲函數都可以用其他五個表達 严谨地说 所有根号前都应根据实际情况添加正负号 函數 sinh cosh tanh coth sech cschsinh x displaystyle sinh x sinh x displaystyle sinh x sgn x cosh 2 x 1 displaystyle operatorname sgn x sqrt cosh 2 x 1 tanh x 1 tanh 2 x displaystyle frac tanh x sqrt 1 tanh 2 x sgn x coth 2 x 1 displaystyle frac operatorname sgn x sqrt coth 2 x 1 sgn x 1 sech 2 x sech x displaystyle operatorname sgn x frac sqrt 1 operatorname sech 2 x operatorname sech x 1 csch x displaystyle frac 1 operatorname csch x cosh x displaystyle cosh x 1 sinh 2 x displaystyle sqrt 1 sinh 2 x cosh x displaystyle cosh x 1 1 tanh 2 x displaystyle frac 1 sqrt 1 tanh 2 x coth x coth 2 x 1 displaystyle frac left coth x right sqrt coth 2 x 1 1 sech x displaystyle frac 1 operatorname sech x 1 csch 2 x csch x displaystyle frac sqrt 1 operatorname csch 2 x left operatorname csch x right tanh x displaystyle tanh x sinh x 1 sinh 2 x displaystyle frac sinh x sqrt 1 sinh 2 x sgn x cosh 2 x 1 cosh x displaystyle frac operatorname sgn x sqrt cosh 2 x 1 cosh x tanh x displaystyle tanh x 1 coth x displaystyle frac 1 coth x sgn x 1 sech 2 x displaystyle operatorname sgn x sqrt 1 operatorname sech 2 x sgn x 1 csch 2 x displaystyle frac operatorname sgn x sqrt 1 operatorname csch 2 x coth x displaystyle coth x 1 sinh 2 x sinh x displaystyle sqrt 1 sinh 2 x over sinh x cosh x sgn x cosh 2 x 1 displaystyle cosh x over operatorname sgn x sqrt cosh 2 x 1 1 tanh x displaystyle 1 over tanh x coth x displaystyle coth x sgn x 1 sech 2 x displaystyle frac operatorname sgn x sqrt 1 operatorname sech 2 x sgn x 1 csch 2 x displaystyle operatorname sgn x sqrt 1 operatorname csch 2 x sech x displaystyle operatorname sech x 1 1 sinh 2 x displaystyle 1 over sqrt 1 sinh 2 x 1 cosh 8 displaystyle 1 over cosh theta 1 tanh 2 x displaystyle sqrt 1 tanh 2 x coth 2 x 1 coth x displaystyle frac sqrt coth 2 x 1 left coth x right sech x displaystyle operatorname sech x csch x 1 csch 2 x displaystyle frac left operatorname csch x right sqrt 1 operatorname csch 2 x csch x displaystyle operatorname csch x 1 sinh x displaystyle 1 over sinh x sgn x cosh 2 x 1 displaystyle frac operatorname sgn x sqrt cosh 2 x 1 1 tanh 2 x tanh x displaystyle frac sqrt 1 tanh 2 x tanh x sgn x coth 2 x 1 displaystyle operatorname sgn x sqrt coth 2 x 1 sgn x sech x 1 sech 2 x displaystyle operatorname sgn x frac operatorname sech x sqrt 1 operatorname sech 2 x csch x displaystyle operatorname csch x 其他函數的基本關係 编辑 三角函數還有正矢 餘矢 半正矢 半餘矢 外正割 外餘割等函數 利用他們的定義也可以導出雙曲函數 名稱 函數 值雙曲正矢 hyperbolic versine versinh x displaystyle operatorname versinh x vsnh x displaystyle operatorname vsnh x cosh x 1 displaystyle cosh x 1 雙曲餘矢 hyperbolic coversine coversinh x displaystyle operatorname coversinh x cvsh x displaystyle operatorname cvsh x sinh x 1 displaystyle sinh x 1 雙曲半正矢 hyperbolic haversine haversinh x displaystyle operatorname haversinh x versinh x 2 displaystyle frac operatorname versinh x 2 雙曲半餘矢 hyperbolic hacoversine hacoversinh x displaystyle operatorname hacoversinh x cvsh x 2 displaystyle frac operatorname cvsh x 2 雙曲外正割 hyperbolic exsecant exsech x displaystyle operatorname exsech x 1 sech x displaystyle 1 operatorname sech x 雙曲外餘割 hyperbolic excosecant excsch x displaystyle operatorname excsch x 1 csch x displaystyle 1 operatorname csch x 和角公式 编辑sinh x y sinh x cosh y cosh x sinh y displaystyle sinh x y sinh x cosh y cosh x sinh y sinh x y sinh x cosh y cosh x sinh y displaystyle sinh x y sinh x cosh y cosh x sinh y cosh x y cosh x cosh y sinh x sinh y displaystyle cosh x y cosh x cosh y sinh x sinh y cosh x y cosh x cosh y sinh x sinh y displaystyle cosh x y cosh x cosh y sinh x sinh y tanh x y tanh x tanh y 1 tanh x tanh y displaystyle tanh x y frac tanh x tanh y 1 tanh x tanh y tanh x y tanh x tanh y 1 tanh x tanh y displaystyle tanh x y frac tanh x tanh y 1 tanh x tanh y 和差化積公式 编辑sinh x sinh y 2 sinh x y 2 cosh x y 2 displaystyle sinh x sinh y 2 sinh frac x y 2 cosh frac x y 2 sinh x sinh y 2 cosh x y 2 sinh x y 2 displaystyle sinh x sinh y 2 cosh frac x y 2 sinh frac x y 2 cosh x cosh y 2 cosh x y 2 cosh x y 2 displaystyle cosh x cosh y 2 cosh frac x y 2 cosh frac x y 2 cosh x cosh y 2 sinh x y 2 sinh x y 2 displaystyle cosh x cosh y 2 sinh frac x y 2 sinh frac x y 2 tanh x tanh y sinh x y cosh x cosh y displaystyle tanh x tanh y frac sinh x y cosh x cosh y tanh x tanh y sinh x y cosh x cosh y displaystyle tanh x tanh y frac sinh x y cosh x cosh y 積化和差公式 编辑sinh x sinh y cosh x y cosh x y 2 displaystyle sinh x sinh y frac cosh x y cosh x y 2 cosh x cosh y cosh x y cosh x y 2 displaystyle cosh x cosh y frac cosh x y cosh x y 2 sinh x cosh y sinh x y sinh x y 2 displaystyle sinh x cosh y frac sinh x y sinh x y 2 倍角公式 编辑二倍角公式 sinh 2 x 2 sinh x cosh x displaystyle sinh 2x 2 sinh x cosh x cosh 2 x cosh 2 x sinh 2 x 2 cosh 2 x 1 2 sinh 2 x 1 displaystyle cosh 2x cosh 2 x sinh 2 x 2 cosh 2 x 1 2 sinh 2 x 1 tanh 2 x 2 tanh x 1 tanh 2 x displaystyle tanh 2x frac 2 tanh x 1 tanh 2 x 三倍角公式 sinh 3 x 3 sinh x 4 sinh 3 x displaystyle sinh 3x 3 sinh x 4 sinh 3 x cosh 3 x 4 cosh 3 x 3 cosh x displaystyle cosh 3x 4 cosh 3 x 3 cosh x 半形公式 编辑sinh x 2 sgn x cosh x 1 2 displaystyle sinh frac x 2 operatorname sgn x sqrt frac cosh x 1 2 cosh x 2 cosh x 1 2 displaystyle cosh frac x 2 sqrt frac cosh x 1 2 tanh x 2 cosh x 1 sinh x sinh x 1 cosh x displaystyle tanh frac x 2 frac cosh x 1 sinh x frac sinh x 1 cosh x 幂简约公式 编辑sinh 2 x cosh 2 x 1 2 displaystyle sinh 2 x frac cosh 2x 1 2 cosh 2 x cosh 2 x 1 2 displaystyle cosh 2 x frac cosh 2x 1 2 tanh 2 x cosh 2 x 1 cosh 2 x 1 displaystyle tanh 2 x frac cosh 2x 1 cosh 2x 1 雙曲正切半形公式 编辑sinh x 2 tanh x 2 1 tanh 2 x 2 displaystyle sinh x frac 2 tanh frac x 2 1 tanh 2 frac x 2 cosh x 1 tanh 2 x 2 1 tanh 2 x 2 displaystyle cosh x frac 1 tanh 2 frac x 2 1 tanh 2 frac x 2 tanh x 2 tanh x 2 1 tanh 2 x 2 displaystyle tanh x frac 2 tanh frac x 2 1 tanh 2 frac x 2 泰勒展開式 编辑sinh 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 cosh 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 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 lt p 2 displaystyle 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 left x right lt frac pi 2 coth x 1 x x 3 x 3 45 2 x 5 945 1 x n 1 2 2 n B 2 n x 2 n 1 2 n 0 lt x lt p displaystyle coth x frac 1 x frac x 3 frac x 3 45 frac 2x 5 945 cdots frac 1 x sum n 1 infty frac 2 2n B 2n x 2n 1 2n 0 lt left x right lt pi 罗朗级数 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 lt p 2 displaystyle 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 left x right lt frac pi 2 csch x 1 x x 6 7 x 3 360 31 x 5 15120 1 x n 1 2 1 2 2 n 1 B 2 n x 2 n 1 2 n 0 lt x lt p displaystyle operatorname csch x frac 1 x frac x 6 frac 7x 3 360 frac 31x 5 15120 cdots frac 1 x sum n 1 infty frac 2 1 2 2n 1 B 2n x 2n 1 2n 0 lt left x right lt pi 罗朗级数 其中 B n displaystyle B n 是第n項 伯努利數 E n displaystyle E n 是第n項 欧拉數三角函數與雙曲函數的恆等式 编辑利用三角恒等式的指數定義和雙曲函數的指數定義 英语 Hyperbolic function Hyperbolic functions for complex numbers 即可求出下列恆等式 e i x cos x i sin x e i x cos x i sin x displaystyle e ix cos x i sin x qquad e ix cos x i sin x e x cosh x sinh x e x cosh x sinh x displaystyle e x cosh x sinh x qquad e x cosh x sinh x 所以cosh i x 1 2 e i x e i x cos x displaystyle cosh ix tfrac 1 2 e ix e ix cos x sinh i x 1 2 e i x e i x i sin x displaystyle sinh ix tfrac 1 2 e ix e ix i sin x 下表列出部分的三角函數與雙曲函數的恆等式 三角函數 雙曲函數sin 8 i sinh i 8 displaystyle sin theta i sinh i theta sinh 8 i sin i 8 displaystyle sinh theta i sin i theta cos 8 cosh i 8 displaystyle cos theta cosh i theta cosh 8 cos i 8 displaystyle cosh theta cos i theta tan 8 tanh i 8 i displaystyle tan theta frac tanh i theta i tanh 8 i tan i 8 displaystyle tanh theta i tan i theta cot 8 i coth i 8 displaystyle cot theta i coth i theta coth 8 cot i 8 i displaystyle coth theta frac cot i theta i sec 8 sech i 8 displaystyle sec theta operatorname sech i theta sech 8 sec i 8 displaystyle operatorname sech theta sec i theta csc 8 i csch i 8 displaystyle csc theta i operatorname csch i theta csch 8 csc i 8 i displaystyle operatorname csch theta frac csc i theta i 其他恆等式 cosh i x 1 2 e i x e i x cos x displaystyle cosh ix tfrac 1 2 e ix e ix cos x sinh i x 1 2 e i x e i x i sin x displaystyle sinh ix tfrac 1 2 e ix e ix i sin x cosh x i y cosh x cos y i sinh x sin y displaystyle cosh x iy cosh x cos y i sinh x sin y sinh x i y sinh x cos y i cosh x sin y displaystyle sinh x iy sinh x cos y i cosh x sin y tanh i x i tan x displaystyle tanh ix i tan x cosh x cos i x displaystyle cosh x cos ix sinh x i sin i x displaystyle sinh x i sin ix tanh x i tan i x displaystyle tanh x i tan ix 參見 编辑三角函數恆等式 雙曲函數 雙曲線 三角函數 三角形參考文獻 编辑數學基本公式手冊 九章出版社 ISBN 957 603 010 2 取自 https zh wikipedia org w index php title 雙曲函數恆等式 amp oldid 67943707, 维基百科,wiki,书籍,书籍,图书馆,

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