双曲函数计算器
输入任意实数x,即时精确计算sinh、cosh、tanh、csch、sech和coth。
计算全部六种双曲函数
输入一个实数,计算基本双曲函数及其倒数函数。
关于双曲函数
双曲函数是一组由指数增长与衰减构成的数学函数。它们在记号和许多恒等式上类似普通三角函数,但描述的是双曲线而不是圆。双曲正弦记为sinh(x),等于e的x次方与e的负x次方之差除以二。双曲余弦cosh(x)等于两者之和除以二。它们的比值就是双曲正切tanh(x)。
另外三种倒数函数组成了常见的六函数体系。双曲余割csch(x)等于sinh(x)的倒数,双曲正割sech(x)等于cosh(x)的倒数,双曲余切coth(x)等于cosh(x)除以sinh(x)。由于sinh(0)为零,csch(0)与coth(0)未定义。对于实数x,cosh(x)始终为正,因此sech(x)在所有实数输入上都有定义。计算器会明确标注未定义情形,而不是显示无穷大或容易误解的数字。
当微分方程将某个量与它的二阶导数联系起来时,双曲函数便会自然出现。柔性缆索悬挂形成的曲线是由cosh描述的悬链线,而非抛物线。这些函数还用于狭义相对论、电力传输线、传热、流体流动、极小曲面及某些概率分布的建模。工程师和科学家常需同时获取多个相关数值,因此本计算器通过一次输入显示整个函数族。
几个恒等式和性质有助于核对结果。cosh(x)的平方减去sinh(x)的平方恒等于一。x向正方向增大时,tanh(x)趋近于一;x向负方向减小时,它趋近于负一,但对于有限实数输入,它不会达到这两个极限。sinh是奇函数,改变x的符号会改变结果的符号。cosh和sech是偶函数,因此x变号时它们的值保持不变。
输入x是无量纲的。如果物理公式从一个测量量出发,通常要将其乘以或除以常数,使函数接收无量纲自变量。结果使用浏览器标准的双精度指数函数计算,并四舍五入至小数点后八位,便于阅读。绝对值极大的输入可能超出有限数值范围,而常见数学和工程输入通常能得到稳定结果。
双曲函数示例
| 输入x | 部分结果 | 说明 |
|---|---|---|
| 0 | sinh = 0, cosh = 1, tanh = 0 | 由于sinh为零,倒数函数csch与coth未定义。 |
| 1 | sinh ≈ 1.1752, cosh ≈ 1.5431, tanh ≈ 0.7616 | 用于比较定义和恒等式的标准参考点。 |
| -1 | sinh ≈ -1.1752, cosh ≈ 1.5431, tanh ≈ -0.7616 | 说明sinh与tanh是奇函数,而cosh是偶函数。 |
如何使用双曲函数计算器
- 在“x的值”栏中输入任意有限实数。
- 点击“计算函数值”,同时计算六种函数。
- 在结果面板中查看基本函数sinh、cosh与tanh的值。
- 查看倒数函数csch、sech与coth的值,并留意未定义结果。
双曲函数常见问题
双曲函数和三角函数相同吗?
不相同,尽管它们的记号和恒等式相似。三角函数与单位圆相关,而双曲函数与单位双曲线及指数函数相关。
为什么cosh(0)等于1?
在零点,e的零次方和e的负零次方都等于一。因此两者之和除以二等于一。
为什么csch(0)和coth(0)未定义?
两者的定义都要除以sinh(0),而它等于零。除以零没有有限实数值,因此计算器将结果标为未定义。
sinh和cosh的关键恒等式是什么?
对于任意实数x,cosh的平方减去sinh的平方都等于一。它类似正弦和余弦的圆函数恒等式,但用减法而不是加法。
双曲余弦在现实生活中有什么用途?
自由悬挂的均匀缆索形成悬链线,可用经过缩放的双曲余弦描述。cosh也出现在波动、热传导、电气系统与相对论的微分方程中。