Në matematikë, funksionet hiperbolike janë analoget e funksioneve të zakonshme trigonometrike, por të përcaktuara duke përdorur hiperbolën dhe jo rrethin . Ashtu si pikat (cos t, sin t) formojnë një rreth njësi, pikat (cosh t, sinh t) formojnë gjysmën e djathtë të hiperbolës njësi . Gjithashtu, në mënyrë të ngjashme me mënyrën se si derivatet e sin(t) dhe cost(t) janë përkatësisht cost(t) dhe -sin(t), derivatet e sinh(t) dhe cosh(t) janë cosh(t) dhe sinh(t) respektivisht.
që u përkojnë funksioneve trigonometrike të prejardhura.
Funksionet hiperbolike të anasjellta janë:
sinusi hiperbolik i zonës " arsinh " (i shënuar gjithashtu " sinh−1 ", " asinh " ose ndonjëherë " arcsinh ") [7][8][9]
kosinusi hiperbolik i zonës " arcosh " (i shënuar gjithashtu " cosh−1 ", " acosh " ose ndonjëherë " arccosh ")
e kështu me radhë.
Funksionet hiperbolike marrin një argument real të quajtur kënd hiperbolik . Madhësia e një këndi hiperbolik është dyfishi i sipërfaqes së sektorit të tij hiperbolik . Funksionet hiperbolike mund të përcaktohen në termat e këmbëve të një trekëndëshi kënddrejtë që mbulon këtë sektor.
Në analizën komplekse, funksionet hiperbolike lindin kur zbatohen funksionet e zakonshme të sinusit dhe kosinusit në një kënd imagjinar. Sinusi hiperbolik dhe kosinusi hiperbolik janë funksione të tëra . Si rezultat, funksionet e tjera hiperbolike janë meromorfike në të gjithë planin kompleks.
Funksionet hiperbolike u prezantuan në vitet 1760 në mënyrë të pavarur nga Vincenzo Riccati dhe Johann Heinrich Lambert . [10] Riccati përdori Sc. dhe Cc. ( sinus/cosinus circulare) për t'iu referuar funksioneve rrethore dhe Sh. dhe Ch. ( sinus/cosinus hyperbolico ) për t'iu referuar funksioneve hiperbolike. Lambert miratoi emrat, por ndryshoi shkurtesat në ato që përdoren sot. [11] Aktualisht përdoren edhe shkurtesat sh, ch, th, cth, në varësi të preferencës personale.
Funksionet hiperbolike mund të përkufizohen si zgjidhje të ekuacioneve diferenciale : Sinusi dhe kosinusi hiperbolik janë zgjidhja e sistemit.me kushtet fillestare Kushtet fillestare e bëjnë zgjidhjen unike; pa to çdo çift funksionesh do të ishte një zgjidhje.
dhe janë gjithashtu zgjidhja unike e ekuacionit , e tillë që për kosinusin hiperbolik dhe për sinusin hiperbolik.
Mund të tregohet se zona nën lakoren e kosinusit hiperbolik (mbi një interval të fundëm) është gjithmonë e barabartë me gjatësinë e harkut që i korrespondon atij intervali: [12]
Funksionet hiperbolike kënaqin shumë identitete, të gjitha të ngjashme në formë me identitetet trigonometrike . Në fakt, rregulli i Osbornit thotë se mund të konvertohet çdo identitet trigonometrik për , , ose dhe në një identitet hiperbolik, duke e zgjeruar plotësisht në termat e fuqive integrale të sinuseve dhe kosinuseve, duke ndryshuar sinusin në sinh dhe kosinusin në cosh dhe duke ndryshuar shenjën e çdo termi që përmban një produkt prej dy funksionesh sinh.
Funksionet tek dhe çift:Prandaj:Kështu, dhe janë funksione çift ; të tjerët janë funksione tek .Sinusi dhe kosinusi hiperbolik kënaqin:e fundit prej të cilave është e ngjashme me identitetin trigonometrik të Pitagorës .
Është e mundur të shprehet në mënyrë eksplicite seria Taylor në zero (ose seria Laurent, nëse funksioni nuk është i përcaktuar në zero) e funksioneve të mësipërme.Kjo seri është konvergjente për çdo vlerë komplekse të . Meqenëse funksioni është tek, vetëm eksponentët tek për hasen në serinë e tij Tejlor.Kjo seri është konvergjente për çdo vlerë komplekse të . Meqenëse funksioni është çift, vetëm eksponentët çift për gjenden në serinë e tij Tejlor.
Seritë e mëposhtme pasohen nga një përshkrim i një nëngrupi të domenit të tyre të konvergjencës, ku seria është konvergjente dhe shuma e saj është e barabartë me funksionin.ku:
Meqenëse sipërfaqja e një sektori rrethor me rreze r dhe kënd u (në radianë) është , do të jetë e barabartë me kur . Në diagram, një rreth i tillë është tangjent me hiperbolën në . Sektori i verdhë përshkruan një sipërfaqe dhe madhësi këndi. Në mënyrë të ngjashme, sektorët e verdhë dhe të kuq së bashku përshkruajnë një sipërfaqe dhe madhësinë e këndit hiperbolik .
Këmbët e dy trekëndëshave kënddrejtë me hipotenuzë në rrezen që përcakton këndet janë me gjatësi √ 2 herë më shumë se funksionet rrethore dhe hiperbolike.
Këndi hiperbolik është një masë e pandryshueshme në lidhje me hartëzimin e shtrydhjes, ashtu si këndi rrethor është i pandryshueshëm nën rrotullim. [18]
Grafiku i funksionit a cosh( x / a ) është katenarie, kurba e formuar nga një zinxhir fleksibël i njëtrajtshëm, i varur lirshëm midis dy pikave fikse nën gravitetin e njëtrajtshëm.
Meqenëse funksioni eksponencial mund të përcaktohet për çdo argument kompleks, ne gjithashtu mund të zgjerojmë përkufizimet e funksioneve hiperbolike në argumente komplekse. Funksionet dhe janë holomorfikë .
Marrëdhëniet me funksionet e zakonshme trigonometrike jepen nga formula e Euler-it për numrat kompleks:kështu që:Kështu, funksionet hiperbolike janë periodike në lidhje me përbërësin imagjinar, me periodë ( për tangjentin hiperbolik dhe kotangjentin).
^ abcdWeisstein, Eric W. "Hyperbolic Functions". mathworld.wolfram.com (në anglisht). Marrë më 2020-08-29. Gabim referencash: Invalid <ref> tag; name ":1" defined multiple times with different content
^ ab"Hyperbolic Functions". www.mathsisfun.com. Marrë më 2020-08-29. {{cite web}}: Mungon ose është bosh parametri |language= (Ndihmë!)Gabim referencash: Invalid <ref> tag; name ":2" defined multiple times with different content
^Robert E. Bradley, Lawrence A. D'Antonio, Charles Edward Sandifer. Euler at 300: an appreciation. Mathematical Association of America, 2007. Page 100.
^Georg F. Becker. Hyperbolic functions. Read Books, 1931. Page xlviii.
^Martin, George E. (1986). The foundations of geometry and the non-euclidean plane (bot. 1st corr.). New York: Springer-Verlag. fq. 416. ISBN3-540-90694-0. {{cite book}}: Mungon ose është bosh parametri |language= (Ndihmë!)
^Audibert, Jean-Yves (2009). "Fast learning rates in statistical inference through aggregation". The Annals of Statistics. fq. 1627. {{cite news}}: Mungon ose është bosh parametri |language= (Ndihmë!)