| |
Производная по направлению: определение, физический смысл, вычислительная формула. Градиент: определение, свойства. Экстремум ФНП: определение экстремума и точки экстремума, необходимое и достаточное условия экстремума. Условный экстремум: определение, нахождение.ФКП
Гиперболические ФКП. Формулы ЭЙЛЕРА
ФКП "гиперболический синус"
и ФКП "гиперболический косинус"
определяются как суммы соответствующих степенных рядов
;
область сходимости этих рядов – вся
– плоскость.
Свойства
и
1.
– нечетная,
– четная ФКП на
– плоскости.
2. Связь с показательной ФКП
определяется формулами
,
.
3. Гиперболические ФКП
и
являются периодическими с множеством периодов
,
.
4. Связь гиперболических и тригонометрических ФКП определяется формулами
,
;
,
,
которые легко проверить непосредственно по определению функций.
5. Можно доказать, что существует "гиперболическая тригонометрия", т.е. имеют место некоторые тождества, связывающие гиперболические ФКП аналогично формулам тригонометрии, например,
,
,
и т.д.
Например, из тождества
для
получаем
.
6. При
гиперболические функции
и
можно интерпретировать соответствующими графиками, значения
и
даны в таблицах (см. [6]).
ПРИМЕР 5. Вычислить
.
Решение
.
Применили формулу для
(см. пример 3).
ПРИМЕР 6. Найти образ полосы
,
(см. рисунок) при отображении
.
Решение.
, т.е.
Находим образ границы полуполосы: для
,
имеем
– верхняя полуось
,
, точка
переходит в
; для
,
имеем
– отрезок
оси
, причем при
изменение
определяется неравенствами
и при
соответственно
, точка
переходит в
, т.е. отрезок
оси
отображается в отрезок
, проходимый точкой
дважды; для
![]()
имеем
– нижняя полуось
.
Применяя свойство сохранения ориентации границы и области при отображении
, можем сделать вывод: образом рассматриваемой полуполосы является полуплоскость
, за исключением точек отрезка
оси
.
Функции
и
вводятся с помощью
и
; их свойства устанавливаются на основе свойств ФКП
и
.
14.3. ЛОГАРИФМИЧЕСКАЯ ФКП
Для ФКП
,
,
можно рассматривать обратную ФКП
, которая определена на множестве
, имеет значения из множества
и удовлетворяет соотношению
. Обратная ФКП может быть как однозначной, так и многозначной. Например, для линейной ФКП
(
), отображающей
– плоскость в
– плоскость, обратная ФКП
(ее обычно записывают в виде
, т.е. переобозначают переменные); обе функции однозначные и определены на (
) – плоскости. Для ФКП
, отображающей
– плоскость в (
) – плоскость, обратная ФКП
или в привычных обозначениях
является двузначной, определена на
– плоскости.
Для показательной ФКП
(
– любое) обратной ФКП является ФКП
или после переобозначения переменных
.
Свойства
1. Равенство
эквивалентно равенству
, откуда получаем
или
и
или
,
. Итак,
или после переобозначения переменных имеем
,
,
здесь через
обозначается "натуральный логарифм" действительного числа
, т.е.
, через
– значения комплекснозначного логарифма комплексного числа
.
2.
– бесконечно значная ФКП, при каждом конкретном значении
имеем однозначную ветвь логарифмической ФКП. При
однозначную ветвь
обозначают через
и называют главным значением (главной ветвью) логарифмической ФКП, т.е.
.
3. При
![]()
совпадает с
, поэтому естественно ожидать, что некоторые свойства для
распространяются на
. В частности, имеют место формулы
;
;
(заметим, в частности, что выражение вида
следует понимать в смысле суммирования каждого значения одного логарифма с каждым значением другого логарифма).
4. С помощью логарифмической ФКП определяется значение общей показательной функции
по правилу
.