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逆雙曲餘弦


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逆雙曲餘弦 cosh^(-1)z (Beyer 1987, p. 181; Zwillinger 1995, p. 481),有時稱為面積雙曲餘弦 (Harris and Stocker 1998, p. 264) 是 多值函式,它是 反函式,指 雙曲餘弦 的反函式。

變體 ArccoshzArcoshz (Harris and Stocker 1998, p. 263) 有時用於指代逆切線的顯式主值,儘管這種區分並不總是明確的。更糟糕的是,符號 arccoshz 有時用於主值,而 Arccoshz 用於多值函式 (Abramowitz and Stegun 1972, p. 87)。該函式有時表示為 arccoshz (Abramowitz and Stegun 1972, p. 87; Jeffrey 2000, p. 124) 或 Archz (Gradshteyn and Ryzhik 2000, p. xxx)。請注意,在符號 cosh^(-1)z 中,coshz雙曲餘弦,上標 -1 表示反函式不是乘法逆元。

主值 cosh^(-1)zWolfram 語言中實現為ArcCosh[z],在 GNU C 庫中實現為acosh(double x)。

InverseHyperbolicCosineBranchCut

逆雙曲餘弦是一個多值函式,因此在複平面中需要分支切割Wolfram 語言的約定將其放置線上段 (-infty,1)。這源於 cosh^(-1)z 的定義,即

 cosh^(-1)z=ln(z+sqrt(z+1)sqrt(z-1)).
(1)

Gradshteyn 和 Ryzhik (2000, p. xxx) 給出了一個逆雙曲餘弦的版本,該版本僅在複平面 I[z]>0 的上半部分和 0<z<1 的情況下成立。相應的修正公式為

 cosh^(-1)z={icos^(-1)z   for 0<arg(z)<=pi or 0<z<1; -icos^(-1)z   for I[z]<0 or z>1,
(2)

可以寫成一般形式為

 cosh^(-1)z=(sqrt(z-1))/(sqrt(1-z))cos^(-1)z
(3)

(Wolfram 函式站點)。

逆雙曲餘弦的導數

 d/(dz)cosh^(-1)z=1/(sqrt(z-1)sqrt(z+1)),
(4)

不定積分

 intcosh^(-1)zdz=zcosh^(-1)z-(1+z)sqrt((z-1)/(z+1))+C.
(5)

對於實數 x>1,它滿足

 cosh^(-1)x=ln(x+sqrt(x^2-1)).
(6)

逆雙曲餘弦具有麥克勞林級數

cosh^(-1)x=1/2pii-isum_(n=0)^(infty)((1/2)_n)/(n!(2n+1))x^(2n+1)
(7)
=1/2pii-ix-1/6ix^3-3/(40)ix^5-5/(112)ix^7-...
(8)

(OEIS A055786A002595),其中 (x)_n 是一個 Pochhammer 符號

Puiseux 級數

 cosh^(-1)x=sqrt(2(x-1))[1-1/(12)(x-1)+3/(160)(x-1)^2-5/(896)(x-1)^3+...]
(9)

(OEIS A055786A091019) 關於 1,以及泰勒級數

cosh^(-1)x=-ln(x^(-1))+ln2-sum_(n=1)^(infty)((2n-1)!!)/(2n(2n)!!)x^(-2n)
(10)
=-ln(x^(-1))+ln2-1/4x^(-2)-3/(32)x^(-4)-5/(96)x^(-6)+...
(11)

(OEIS A052468A052469)。


另請參閱

雙曲餘弦, 逆雙曲函式

相關 Wolfram 站點

http://functions.wolfram.com/ElementaryFunctions/ArcCosh/

使用 探索

參考文獻

Abramowitz, M. and Stegun, I. A. (Eds.). “逆雙曲函式。” §4.6 in 數學函式手冊,包含公式、圖表和數學表格,第 9 版。 New York: Dover, pp. 86-89, 1972.Beyer, W. H. CRC 標準數學表格,第 28 版。 Boca Raton, FL: CRC Press, pp. 142-143, 1987.GNU C Library. “數學:反三角函式。” http://www.gnu.org/manual/glibc-2.2.3/html_chapter/libc_19.html#SEC391.Gradshteyn, I. S. and Ryzhik, I. M. 積分表、級數表和乘積表,第 6 版。 San Diego, CA: Academic Press, p. xxx, 2000.Harris, J. W. and Stocker, H. 數學和計算科學手冊。 New York: Springer-Verlag, 1998.Jeffrey, A. “反三角函式和雙曲函式。” §2.7 in 數學公式和積分手冊,第 2 版。 Orlando, FL: Academic Press, pp. 124-128, 2000.Sloane, N. J. A. 序列 A002595/M4233, A052468, A052469, A055786A091019 in “整數序列線上百科全書。”Spanier, J. and Oldham, K. B. “反三角函式。” Ch. 35 in 函式圖集。 Washington, DC: Hemisphere, pp. 331-341, 1987.Wolfram Functions Site. “ArcCosh。” http://functions.wolfram.com/ElementaryFunctions/ArcCosh/27/02/03/01/01/.Zwillinger, D. (Ed.). “逆雙曲函式。” §6.8 in CRC 標準數學表格和公式。 Boca Raton, FL: CRC Press, pp. 481-483, 1995.

在 上被引用

逆雙曲餘弦

引用為

Weisstein, Eric W. “逆雙曲餘弦。” 來自 ——Wolfram 網路資源。 https://mathworld.tw/InverseHyperbolicCosine.html

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