En raison de limitations techniques, la typographie souhaitable du titre, « Outils mathématiques pour la physique (PCSI) : Fonctions hyperboliques directes et inverses Outils mathématiques pour la physique (PCSI)/Fonctions hyperboliques directes et inverses », n'a pu être restituée correctement ci-dessus.
Les fonctions hyperboliques ont été inventées par Vincenzo Riccati[1] vers alors qu'il cherchait à calculer l'« aire sous l'hyperbole d'équation »[2], la méthode géométrique qu'il employa était semblable à celle qu'il utilisait pour calculer l'« aire sous le cercle d'équation » méthode où il introduisait les fonctions trigonométriques qu'il appela « circulaires » ; par analogie il nomma les nouvelles fonctions créées « hyperboliques ».
Il y a un lien de construction à partir de la fonction exponentielle entre les fonctions « trigonométriques » directes et les fonctions « hyperboliques » directes :
par exemple le cosinus trigonométrique et le cosinus hyperbolique sont construits de la même façon à partir de la fonction exponentielle définie sur pour la 1ère et sur [3] pour la 2nde
Tracé du graphe de cosinus hyperbolique sur l'intervalle de définition restreint à , l'intervalle de valeurs correspondantes étant
Le cosinus hyperbolique, noté [4], est « défini sur » selon «»,
Le cosinus hyperbolique, noté , « son domaine de valeurs est »,
Le cosinus hyperbolique, noté , c'est une fonction « paire » c'est-à-dire «» et
Le cosinus hyperbolique, noté , c'est une fonction « dérivable sur » avec «» car d'après la définition du sinus hyperbolique[5] ;
Le cosinus hyperbolique, noté , variation de : « de à sur » puis Le cosinus hyperbolique, noté , variation de : « de à sur », Le cosinus hyperbolique, noté , variation de : voir graphe ci-contre sur l'intervalle de définition restreint à ;
Le cosinus hyperbolique, noté , variation de : ce graphe est appelé « chaînette »[6], Le cosinus hyperbolique, noté , variation de : ce graphe il est symétrique relativement à l'axe des ordonnées .
Tracé du graphe de sinus hyperbolique sur l'intervalle de définition restreint à , l'intervalle de valeurs correspondantes étant
Le sinus hyperbolique, noté [7], est « défini sur » selon «»,
Le sinus hyperbolique, noté , « son domaine de valeurs est »,
Le sinus hyperbolique, noté , c'est une fonction « impaire » c'est-à-dire «» et
Le sinus hyperbolique, noté , c'est une fonction « dérivable sur » avec «» car d'après la définition du cosinus hyperbolique[8] ;
Le sinus hyperbolique, noté , variation de : « de à sur » Le sinus hyperbolique, noté , variation de : voir graphe ci-contre sur l'intervalle de définition restreint à , Le sinus hyperbolique, noté , variation de : voir graphe ci-contre l'intervalle de valeurs étant ;
Le sinus hyperbolique, noté , variation de : ce graphe est symétrique relativement à l'origine du repérage .
Tracé du graphe de tangente hyperbolique sur l'intervalle de définition restreint à , l'intervalle de valeurs correspondantes étant
La tangente hyperbolique, notée [9], est « définie sur » selon «» ou encore, à l'aide des deux autres fonctions hyperboliques précédentes «»,
La tangente hyperbolique, notée , « son domaine de valeurs est »,
La tangente hyperbolique, notée , c'est une fonction « impaire » c'est-à-dire «» et
La tangente hyperbolique, notée , c'est une fonction « dérivable sur » avec «» car [10], la dérivée s'écrivant encore
La tangente hyperbolique, notée , c'est une fonction « dérivable sur » avec «» en effet au lieu d'utiliser la relation fondamentale liant et il suffit de transformer ;
La tangente hyperbolique, notée , variation de : « de à sur » La tangente hyperbolique, notée , variation de : voir graphe ci-dessus avec un intervalle de définition restreint à ;
La tangente hyperbolique, notée , variation de : ce graphe est symétrique relativement à l'origine du repérage et La tangente hyperbolique, notée , variation de : ce graphe admet deux asymptotes horizontales[11] pour les ordonnées .
Tracé du graphe de cotangente hyperbolique sur l'intervalle restreint de définition avec pour intervalle de valeurs associées
La cotangente hyperbolique, notée [12], est « définie sur » selon «» ou encore, à l'aide des deux 1ères fonctions hyperboliques «» ou enfin, en fonction de la tangente hyperbolique, «» raison pour laquelle la cotangente hyperbolique est très peu utilisée[13],
La cotangente hyperbolique, notée , « son domaine de valeurs est »,
La cotangente hyperbolique, notée , c'est une fonction « impaire » c'est-à-dire «»,
La cotangente hyperbolique, notée , c'est une fonction « dérivable sur », de dérivée «» car [10], la dérivée s'écrivant encore
La cotangente hyperbolique, notée , c'est une fonction « dérivable sur », de dérivée «» en effet au lieu d'utiliser la relation fondamentale liant et il suffit de transformer ;
La cotangente hyperbolique, notée , variation de : « de à sur » puis La cotangente hyperbolique, notée , variation de : « de à sur » La cotangente hyperbolique, notée , variation de : voir graphe ci-dessus avec un intervalle de définition restreint à et un domaine de valeurs à ;
La cotangente hyperbolique, notée , variation de : ce graphe est symétrique relativement à l'origine du repérage et La cotangente hyperbolique, notée , variation de : ce graphe admet deux asymptotes horizontales[11] pour les ordonnées ainsi qu' La cotangente hyperbolique, notée , variation de : ce graphe admet une asymptote verticale[14] pour .
Commentaires : explication du nom donné aux nouvelles fonctions créées par Vincenzo Riccatimodifier
Raison pour laquelle Vincenzo Riccati[1] introduisit les fonctions cosinus hyperbolique et sinus hyperbolique[15]
« Une demi-droite passant par l'origine coupe l’hyperbole d'équation [2] en un point dont les coordonnées paramétrées par Vincenzo Riccati en fonction d'une grandeur » lui permirent de créer de nouvelles fonctions baptisées respectivement « cosinus hyperbolique » pour l'abscisse et « sinus hyperbolique » pour l'ordonnée, plus précisément «», « le paramètre s'avérant être le double de l'aire algébrique de la surface délimitée par la demi-droite, l'hyperbole et l'axe des abscisses » en rouge sur le schéma ci-contre.
Identification des fonctions hyperboliques créées par Vincenzo Ricati avec celles définies par exponentielles[16] : on établit
tout d'abord que « le point d'abscisse et d'ordonnée vérifie l'équation de l'hyperbole »[2] par utilisation de la relation fondamentale liant et [10] soit «»,
ensuite, du fait que le vecteur position de s'écrivant «» on peut en déduire l'expression du « vecteur déplacement élémentaire » puis celle du « vecteur surface élémentaire balayée par le rayon vecteur quand le point se déplace sur l'hyperbole de » à l'aide de sa définition «»[17], ce qui permet de déterminer, dans le cas présent, l'expression «» et, en utilisant la relation fondamentale liant et [10] c'est-à-dire «», l'expression finale «» d'où « l'aire de la surface balayée par le rayon vecteur quand le point se déplace sur l'hyperbole de », valant «» et « l'aire balayée par le rayon vecteur quand le point se déplace sur l'hyperbole du point de l'axe des abscisses jusqu'au point repéré par le paramètre » est «» C.Q.F.V[18]..
Remarque : Il y a également un « lien entre l'angle et l'aire de la surface balayée par le rayon vecteur quand le point se déplace sur l'hyperbole du point de l'axe des abscisses jusqu'au point repéré par » mais, contrairement au cas du cercle[15], «» ; Remarque : en effet, « dans le cas de la branche d'hyperbole, les coordonnées polaires du point sont telles que », ce qui donne, « par report dans l'équation cartésienne de cette branche », ou c'est-à-dire l'équation polaire de la branche d'hyperbole suivante «» on trouve ainsi les deux asymptotes de l'hyperbole correspondant à soit dont on peut déduire Remarque : en effet « le vecteur surface élémentaire balayée par le rayon vecteur quand le point se déplace sur la branche d'hyperbole de » « se réécrivant en polaire » dont on tire « l'aire de la surface élémentaire balayée par le rayon vecteur effectivement » ; Remarque : en effet on obtient alors « en intégrant la relation précédente entre et soit » qui s'intègre en posant « soit » et « soit » d'où «» ou, Remarque : en effet on obtient alors «avec «»[19] donnant «» soit finalement Remarque : en effet on obtient alors le « lien entre l'angle et l'aire de la surface balayée par le rayon vecteur quand le point se déplace sur l'hyperbole du point de l'axe des abscisses jusqu'au point repéré par » «» nettement plus complexe que «» obtenu dans le cas du cercle d'équation cartésienne .
Liens entre cosinus hyperbolique et sinus hyperboliquemodifier
Relation fondamentale[20] : Si on calcule et Relation fondamentale : Si on calcule , on vérifie aisément
«».
Autres relations : Il existe deux autres liens entre cosinus hyperbolique et sinus hyperbolique faisant intervenir l'une ou l'autre exponentielle de la variable ou de son opposée et se démontrant par simple utilisation de la définition des fonctions hyperboliques, ce sont
Relations d'addition : celles-ci se vérifiant sans difficulté en utilisant la définition de la fonction hyperbolique utilisée, les propriétés des exponentielles et en faisant réapparaître les fonctions hyperboliques souhaitées :
Relations d'addition : «»[22] et Relations d'addition : «»[23],
Relations d'addition : «»[24] et Relations d'addition : «»[25].
Relations de duplication : celles-ci se vérifiant à partir des relations d'addition précédentes et éventuelle utilisation de la relation fondamentale liant le cosinus hyperbolique et le sinus hyperbolique :
Relations de duplication : «»[26]on en déduit les relations de linéarisation suivantes «»[27] et «»[28],
« La fonction est inversable sur son domaine de définition » car elle y est « bijective » ; « son inverse notée »[30] définit la fonction « argument sinus hyperbolique » ;
Tracé du graphe de sur l'intervalle de définition restreint à , avec pour intervalle de valeurs
« La fonction est la fonction inverse de», « pour le domaine de définition étant » et « le domaine des valeurs » également, on en déduit
« le domaine de définition de la fonction» et « son domaine de valeurs» également ;
tracé du graphe de la fonction : voir ci-contre le graphe de est le symétrique par rapport à la 1ère diagonale de celui de ;
tracé du graphe de la fonction : on observe que la fonction est «», tracé du graphe de la fonction : on observe que la fonction est « impaire » , tracé du graphe de la fonction : on observe que la fonction est « continue et dérivable sur », sa dérivée valant
«» ;
tracé du graphe de la fonction : on déduit de cette expression de dérivée de la fonction la propriété suivante
« une primitive de est ».
Justification de l'expression de la dérivée de : on démontre ce résultat en inversant la fonction , puis en différenciant la fonction inversée, ce qui donne dont on tire sans restriction car , on termine en éliminant au profit de avec soit dont on déduit .
Forme logarithmique de la fonction argument sinus hyperbolique : «» ;
Forme logarithmique de la fonction argument sinus hyperbolique : en effet «» «» c'est-à-dire Forme logarithmique de la fonction argument sinus hyperbolique : en effet « est la solution de même signe que de l'équation » ou, Forme logarithmique de la fonction argument sinus hyperbolique : en multipliant les deux membres par et en ordonnant en puissance de , Forme logarithmique de la fonction argument sinus hyperbolique : en effet « est solution[31] de l'équation », équation du 2nd degré en de discriminant réduit d'où «»[32] soit finalement, en inversant, «».
« Pour que la fonction soit inversable » il faut « restreindre son domaine de définition » pour qu'elle y soit « bijective », on le « restreint à »[33] ; « son inverse notée »[34] définit alors la fonction « argument cosinus hyperbolique » ;
Tracé du graphe de sur l'intervalle de définition restreint à , avec pour intervalle de valeurs
« La fonction est la fonction inverse de», « pour le domaine de définition étant restreint à »[33] et « le domaine des valeurs étant », on en déduit
« le domaine de définition de la fonction» et « son domaine de valeurs»[33] ;
tracé du graphe de la fonction : voir ci-contre le graphe de est le symétrique par rapport à la 1ère diagonale de celui de restreint à [33] ;
tracé du graphe de la fonction : on observe que la fonction est «», tracé du graphe de la fonction : on observe que la fonction est « continue et dérivable sur », tracé du graphe de la fonction : on observe que la fonction est sa dérivée valant «» ;
tracé du graphe de la fonction : on déduit de cette expression de dérivée de la fonction la propriété suivante
« une primitive de est ».
Justification de l'expression de la dérivée de : on démontre ce résultat en inversant la fonction [33], puis en différenciant la fonction inversée, ce qui donne dont on tire d'où la fonction étudiée non dérivable pour , la division par nécessitant , on termine en éliminant au profit de avec [35] ou soit dont on déduit .
Forme logarithmique de la fonction argument sinus hyperbolique : «» ;
Forme logarithmique de la fonction argument sinus hyperbolique : en effet «» «»[33] c'est-à-dire Forme logarithmique de la fonction argument sinus hyperbolique : en effet « est solution de l'équation » ou, Forme logarithmique de la fonction argument sinus hyperbolique : en multipliant les deux membres par et en ordonnant en puissance de , Forme logarithmique de la fonction argument sinus hyperbolique : en effet « est solution de l'équation », équation du 2nd degré en de discriminant réduit d'où «»[36] soit finalement, en inversant, «».
« La fonction est inversable sur son domaine de définition » car elle y est « bijective » ; « son inverse notée »[37] définit la fonction « argument tangente hyperbolique » ;
Tracé du graphe de sur l'intervalle de définition , avec pour intervalle de valeurs restreint à
« La fonction est la fonction inverse de», « pour le domaine de définition étant » et « le domaine des valeurs », on en déduit
« le domaine de définition de la fonction» et « son domaine de valeurs» ;
tracé du graphe de la fonction : voir ci-contre le graphe de est le symétrique par rapport à la 1ère diagonale de celui de ;
tracé du graphe de la fonction : on observe que la fonction est «», tracé du graphe de la fonction : on observe que la fonction est « impaire » , tracé du graphe de la fonction : on observe que la fonction est « continue et dérivable sur », tracé du graphe de la fonction : on observe que la fonction est sa dérivée valant «» ;
tracé du graphe de la fonction : on déduit de cette expression de dérivée de la fonction la propriété suivante
Justification de l'expression de la dérivée de : on démontre ce résultat en inversant la fonction , puis en différenciant la fonction inversée, ce qui donne dont on tire sans restriction car , on termine en éliminant au profit de soit dont on déduit .
Forme logarithmique de la fonction argument tangente hyperbolique : «» ;
Forme logarithmique de la fonction argument tangente hyperbolique : en effet «» «» c'est-à-dire Forme logarithmique de la fonction argument tangente hyperbolique : en effet « est la solution de même signe que de l'équation » que l'on réécrit selon «» soit encore «» ou enfin «» dont on tire Forme logarithmique de la fonction argument tangente hyperbolique : en effet «» soit finalement, en inversant, «».
« La fonction est inversable sur son domaine de définition » car elle y est « bijective » ; « son inverse notée »[40] définit la fonction « argument cotangente hyperbolique » ;
Tracé du graphe de sur l'intervalle de définition restreint à , avec un intervalle de valeurs restreint à
« La fonction est la fonction inverse de», « pour le domaine de définition étant » et « le domaine des valeurs », on en déduit
« le domaine de définition de la fonction» et « son domaine de valeurs» ;
tracé du graphe de la fonction : voir ci-contre le graphe de est le symétrique par rapport à la 1ère diagonale de celui de ;
tracé du graphe de la fonction : on observe que la fonction est « sur ainsi que sur », tracé du graphe de la fonction : on observe que la fonction est « impaire » , tracé du graphe de la fonction : on observe que la fonction est « continue et dérivable sur ainsi que sur », sa dérivée valant «»[41] ;
tracé du graphe de la fonction : on déduit de cette expression de dérivée de la fonction la propriété suivante
Justification de l'expression de la dérivée de : on démontre ce résultat en inversant la fonction , puis en différenciant la fonction inversée, ce qui donne dont on tire sans restriction car , on termine en éliminant au profit de soit dont on déduit .
Forme logarithmique de la fonction argument cotangente hyperbolique : «» ;
Forme logarithmique de la fonction argument cotangente hyperbolique : en effet «» «» c'est-à-dire Forme logarithmique de la fonction argument cotangente hyperbolique : en effet « est la solution de même signe que de l'équation » que l'on réécrit selon «» soit encore «» ou enfin «» dont on tire Forme logarithmique de la fonction argument cotangente hyperbolique : en effet «» soit finalement, en inversant, «».
↑ 1,0 et 1,1Vincenzo Riccati (1707 - 1775) mathématicien de la province de Vénétieserait aujourd'hui italien surtout connu pour son travail sur les équations différentielles comme celle connue sous le nom d'équation de Riccati et pour la méthode de résolution par tractoire qu'il utilisa.
↑ Le graphe du cosinus hyperbolique est appelé « chaînette » car c'est la courbe que suit une chaînette ou tout objet filiforme homogène tenue par ses deux extrémités dans un champ de pesanteur uniforme pour que la courbe suivie par la chaînette soit symétrique il faut que les deux extrémités soient au même niveau horizontal.
↑ Tout comme la cotangente trigonométrique par rapport à la tangente trigonométrique.
↑ Bien sûr le qualificatif « vertical » est un abus pour traduire de façon succincte « à l'axe des ordonnées ».
↑ 15,0 et 15,1Méthode d'introduction des fonctions trigonométriques ayant inspiré Vincenzo Riccati pour introduire les fonctions hyperboliques La méthode suivie par Vincenzo Riccati est calquée sur celle qu'il utilisait lorsque le cercle trigonométrique d'équation était à la place de l'hyperbole d'équation , voir ci-contre le diagramme explicatif de la méthode avec le cercle trigonométrique ; Une demi-droite passant par l'origine coupe le cercle trigonométrique en un point dont les coordonnées paramétrées en fonction de l'angle polaire s'expriment respectivement en fonction du « cosinus » pour l'abscisse et « sinus » pour l'ordonnée, plus précisément , le paramètre s'avérant être aussi « le double de l'aire algébrique de la surface délimitée par la demi-droite, le cercle et l'axe des abscisses » (en rouge sur le schéma ci-contre) ; en effet nous avons indiqué dans le corps du « paragraphe sur lequel se greffe cette note de bas de page » que le vecteur surface élémentaire balayée par le rayon vecteur quand le point se déplace sur une courbe donnée de , est défini par , pour le cercle trigonométrique le meilleur repérage étant le repérage polaire de base locale le rayon vecteur s'écrivant le cercle étant de rayon unité et le vecteur déplacement élémentaire , on en déduit d'où l'aire de la surface balayée par le rayon vecteur quand le point se déplace sur le cercle de valant , celle quand le point se déplace sur le cercle du point de l'axe des abscisses jusqu'au point repéré par le paramètre est bien pour un cercle de rayon l'aire serait correspondant à une aire de pour un tour complet.
↑ D'une part Le vecteur surface devant être « à et » est bien colinéaire à «» et d'autre part sa norme devant être identifiée à l'« aire de la surface triangulaire construite sur les deux vecteurs et » c'est-à-dire «» aire d'un triangle = la moitié du produit d'une base par la hauteur associée soit finalement «».
↑ Si est , nous conserverons la solution telle que soit c'est-à-dire telle que soit , si est , nous conserverons la solution telle que soit c'est-à-dire telle que soit .
↑ Le produit des racines valant , les deux racines sont de signes contraires mais, seule la positive peut être une exponentielle et convenir ; la recherche de la racine nous conduit à , l'autre étant car est toujours .
↑ 33,033,133,233,333,4 et 33,5 L'ensemble des réels positifs ou nuls est encore noté mais les mathématiciens utilisent .
↑ Le produit des racines valant et la somme , les deux racines sont positives inverses l'une de l'autre mais, seule la plus grande peut être l'exponentielle d'une variable positive et convenir ; la recherche de la racine la plus grande nous conduit à , l'autre étant la plus petite identifiable à .
↑ 38,0 et 38,1 Toutefois on préférera toujours utiliser la décomposition de la fonction rationnelle en éléments simples comme cela est exposé dans le paragraphe « développement de quelques méthodes de calcul (intégrer une fonction rationnelle par décomposition en éléments simples) » du chap. de la leçon « Outils mathématiques pour la physique (PCSI) » conduisant à qui s'intègre en soit finalement .
↑ Dans la mesure où , la primitive se réécrit donc le 1er terme n'est rien d'autre que la forme logarithmique de établie ci-après.
![{\displaystyle \;\left[-4\,;\,+4\right]}](https://wikimedia.org/api/rest_v1/media/math/render/svg/57a9b76c8e0421ab1f3b71c5fbef63544ac63f00)
![{\displaystyle \;\left[+1\,;\,\simeq +27,3\right]}](https://wikimedia.org/api/rest_v1/media/math/render/svg/5708d29bb150c0c6a6a21363b0fcc5dc2c9531a1)
![{\displaystyle \;{\dfrac {d\left[\cosh(x)\right]}{dx}}=\sinh(x)\;}](https://wikimedia.org/api/rest_v1/media/math/render/svg/6eae5af904e12af20febe690ab20b635e5ac2860)
![{\displaystyle \;{\dfrac {d\left[\cosh(x)\right]}{dx}}=}](https://wikimedia.org/api/rest_v1/media/math/render/svg/013a2efb19f6e7228df124838e28ace959547f03)
![{\displaystyle \;\left]-\infty \,,\,0\right]\;}](https://wikimedia.org/api/rest_v1/media/math/render/svg/7fad3923dea3e63acd43b8bd681930a6c8be40fc)
![{\displaystyle \;\left[-4\,,\,+4\right]}](https://wikimedia.org/api/rest_v1/media/math/render/svg/e67ed97da6ea25adc1d1b0d9aab79c4bec9d7214)
![{\displaystyle \;\left[\simeq -27,3\,;\,\simeq +27,3\right]}](https://wikimedia.org/api/rest_v1/media/math/render/svg/5b19fe3c9bb467c3c5919b6d58bba46e83d1f2ca)
![{\displaystyle \;\left]-\infty \,,\,+\infty \right[\;}](https://wikimedia.org/api/rest_v1/media/math/render/svg/90d3af76969b01bf6283ca73ecef3bfc16ef6658)
![{\displaystyle \;{\dfrac {d\left[\sinh(x)\right]}{dx}}=\cosh(x)\;}](https://wikimedia.org/api/rest_v1/media/math/render/svg/ad1fdbd4592d74d02394bf1a18a48faed1085502)
![{\displaystyle \;{\dfrac {d\left[\sinh(x)\right]}{dx}}=}](https://wikimedia.org/api/rest_v1/media/math/render/svg/e72b22ab8a17dfe073f1fad101323173c2b64746)
![{\displaystyle \;\left[\simeq -0,9993\,;\,\simeq +0,9993\right]}](https://wikimedia.org/api/rest_v1/media/math/render/svg/db083775bd4c2964a262b3008078a418d3a9113c)
![{\displaystyle \;\left]-1\,,\,+1\right[\;}](https://wikimedia.org/api/rest_v1/media/math/render/svg/c92f9f4dab4ed2e3c25fb41271c97ed2a4350f28)
![{\displaystyle \;{\dfrac {d\left[\tanh(x)\right]}{dx}}={\dfrac {1}{\cosh ^{2}(x)}}\;}](https://wikimedia.org/api/rest_v1/media/math/render/svg/f474238e109b0b2e7356984cbacaea1086465db3)
![{\displaystyle \;{\dfrac {d\left[\tanh(x)\right]}{dx}}}](https://wikimedia.org/api/rest_v1/media/math/render/svg/acac033cf21772067a82598eefe6c8f3eed5d456)
![{\displaystyle ={\dfrac {d\left[{\dfrac {\sinh(x)}{\cosh(x)}}\right]}{dx}}={\dfrac {\cosh ^{2}(x)-\sinh ^{2}(x)}{\cosh ^{2}(x)}}={\dfrac {1}{\cosh ^{2}(x)}}\;}](https://wikimedia.org/api/rest_v1/media/math/render/svg/8174e4d8eae2ea374b7b712f9f530ae187a6420d)
![{\displaystyle \;{\dfrac {d\left[\tanh(x)\right]}{dx}}=1-\tanh ^{2}(x)\;}](https://wikimedia.org/api/rest_v1/media/math/render/svg/d25d7e4dcbd9f63c856d57ad0dd72d4c768fce56)
![{\displaystyle \;{\dfrac {d\left[\tanh(x)\right]}{dx}}\;{\stackrel {\cdots }{=}}\;{\dfrac {\cosh ^{2}(x)-\sinh ^{2}(x)}{\cosh ^{2}(x)}}=}](https://wikimedia.org/api/rest_v1/media/math/render/svg/86e3a8b93130409b6d5a60c2f5278a29d28c5b07)
![{\displaystyle 1-\left[{\dfrac {\sinh(x)}{\cosh(x)}}\right]^{2}=1-\tanh ^{2}(x)}](https://wikimedia.org/api/rest_v1/media/math/render/svg/49710c8ea084163a28ba04864b3478729a444485)
![{\displaystyle \;\left[-4\,;\,+4\right]\setminus \left\lbrace 0\right\rbrace \;}](https://wikimedia.org/api/rest_v1/media/math/render/svg/a118e19c654a595cd84fe59abdbb4f2a784319b0)
![{\displaystyle \;\mathbb {R} \setminus \left[\simeq -1,0007\,;\,\simeq +1,0007\right]}](https://wikimedia.org/api/rest_v1/media/math/render/svg/37f82948e2be5ee3505e86a7f7830e43ed1e278a)
![{\displaystyle \;\left]-\infty \,,\,-1\right[\cup \left]+1\,,\,+\infty \right[\;}](https://wikimedia.org/api/rest_v1/media/math/render/svg/7c9422af92d5a4ea9e8894e0a9adcfb1fab3a3fa)
![{\displaystyle \;{\dfrac {d\left[\coth(x)\right]}{dx}}={\dfrac {-1}{\sinh ^{2}(x)}}\;}](https://wikimedia.org/api/rest_v1/media/math/render/svg/66e8189944999b401eeddf048ce9c978bd0048ba)
![{\displaystyle \;{\dfrac {d\left[\coth(x)\right]}{dx}}}](https://wikimedia.org/api/rest_v1/media/math/render/svg/0f4bfc06d6006c4aeed7da79e014f2607df45b25)
![{\displaystyle ={\dfrac {d\left[{\dfrac {\cosh(x)}{\sinh(x)}}\right]}{dx}}={\dfrac {\sinh ^{2}(x)-\cosh ^{2}(x)}{\sinh ^{2}(x)}}={\dfrac {-1}{\sinh ^{2}(x)}}\;}](https://wikimedia.org/api/rest_v1/media/math/render/svg/e4346bafe405ea67e24fbed4bfd371471b55fb1c)
![{\displaystyle \;{\dfrac {d\left[\coth(x)\right]}{dx}}=1-\coth ^{2}(x)\;}](https://wikimedia.org/api/rest_v1/media/math/render/svg/390cbee165ebd2a57a8bd2a7fa8105eaeba47c5c)
![{\displaystyle \;{\dfrac {d\left[\coth(x)\right]}{dx}}\;{\stackrel {\cdots }{=}}\;{\dfrac {\sinh ^{2}(x)-\cosh ^{2}(x)}{\sinh ^{2}(x)}}=}](https://wikimedia.org/api/rest_v1/media/math/render/svg/f70261820e9f835c2b5b91fc11336aa49700c76c)
![{\displaystyle 1-\left[{\dfrac {\cosh(x)}{\sinh(x)}}\right]^{2}=1-\coth ^{2}(x)}](https://wikimedia.org/api/rest_v1/media/math/render/svg/195edd550c2cb295ef8aebee49ab5aafa1fdd6ca)
![{\displaystyle \;\left]-\infty \,,\,0\right[\;}](https://wikimedia.org/api/rest_v1/media/math/render/svg/49f7719c4e8173af7d8a1eddd361c8ea2c600b25)
![{\displaystyle \;\left]0\,,+\infty \right[\;}](https://wikimedia.org/api/rest_v1/media/math/render/svg/953c014723cfd7e5a1d364b4a61cd967c6b2a1c3)
![{\displaystyle \;\left[-4\,,\,+4\right]\;}](https://wikimedia.org/api/rest_v1/media/math/render/svg/afb73e7e3c8c1cac249dc1c128192767a4a4815e)
![{\displaystyle \;\left[-5\,,\,-1\right[\cup \left]+1\,,\,+5\right]}](https://wikimedia.org/api/rest_v1/media/math/render/svg/cf5258e5510d977c00908322bb597191fd982faf)
![{\displaystyle {\dfrac {\left[\cosh({\mathfrak {a}})\;{\vec {u}}_{x}+\sinh({\mathfrak {a}})\;{\vec {u}}_{y}\right]\wedge \left[\sinh({\mathfrak {a}})\;d{\mathfrak {a}}\;{\vec {u}}_{x}+\cosh({\mathfrak {a}})\;d{\mathfrak {a}}\;{\vec {u}}_{y}\right]}{2}}}](https://wikimedia.org/api/rest_v1/media/math/render/svg/9d21a5e3b7de65a31f20f256eb4a56c60f5e8ded)
![{\displaystyle ={\dfrac {\left[\cosh ^{2}({\mathfrak {a}})-\sinh ^{2}({\mathfrak {a}})\right]d{\mathfrak {a}}}{2}}\;{\vec {u}}_{z}\;}](https://wikimedia.org/api/rest_v1/media/math/render/svg/b74bf22c9462ec2d14e3d462de6e56c571f4b739)
![{\displaystyle \;\theta \rightarrow \pm {\dfrac {\pi }{4}}{\bigg ]}\;}](https://wikimedia.org/api/rest_v1/media/math/render/svg/6e94a2e262278be48def7ec4476a5a0d7bbd8768)
![{\displaystyle \;dt'=\left[1+\tan ^{2}\!\left(\theta '\right)\right]d\theta '\;}](https://wikimedia.org/api/rest_v1/media/math/render/svg/6e6a246e797eda658621470571d3b1682bc4b323)
![{\displaystyle \;\cos(2\;\theta ')=\cos ^{2}(\theta ')-\sin ^{2}(\theta ')=\cos ^{2}(\theta ')\left[1-\tan ^{2}(\theta ')\right]={\dfrac {1-\tan ^{2}(\theta ')}{1+\tan ^{2}(\theta ')}}\;}](https://wikimedia.org/api/rest_v1/media/math/render/svg/ad90176ff7e3b3c7724ffbd0d0148bb6e5cb2389)
![{\displaystyle \;{\mathfrak {a}}={\dfrac {1}{4}}\left[\displaystyle \int _{0}^{t}{\dfrac {dt'}{1-t'}}+\displaystyle \int _{0}^{t}{\dfrac {dt'}{1+t'}}\right]={\dfrac {1}{4}}\left[\displaystyle \int _{t'\,=\,0}^{t'\,=\,t}{\dfrac {d(1+t')}{1+t'}}-\displaystyle \int _{t'\,=\,0}^{t'\,=\,t}{\dfrac {d(1-t')}{1-t'}}\right]={\dfrac {1}{4}}\left[\ln \!\left({\dfrac {1+t'}{1-t'}}\right)\right]_{0}^{t}}](https://wikimedia.org/api/rest_v1/media/math/render/svg/35aa8aa0ab5d5656de5c2ef497eb4dd660840cb2)
![{\displaystyle \;{\mathfrak {a}}={\dfrac {1}{4}}\,\ln \!\left[{\dfrac {1+\tan(\theta )}{1-\tan(\theta )}}\right]\;}](https://wikimedia.org/api/rest_v1/media/math/render/svg/bb374ab7759ed5fa4c01133e7f12dbda0f3f98c2)
![{\displaystyle \;\cosh ^{2}(x)=\left[{\dfrac {\exp(x)+\exp(-x)}{2}}\right]^{2}={\dfrac {\exp ^{(}2\,x)+\exp(-2\,x)+2}{4}}\;}](https://wikimedia.org/api/rest_v1/media/math/render/svg/5d0eb4d15a589bd8905a7f5022002ad9bd9cc956)
![{\displaystyle \;\sinh ^{2}(x)=\left[{\dfrac {\exp(x)-\exp(-x)}{2}}\right]^{2}={\dfrac {\exp ^{(}2\,x)+\exp(-2\,x)-2}{4}}}](https://wikimedia.org/api/rest_v1/media/math/render/svg/d7d4ec3a9b45c7a6431608c80d69b15ee4c9e55b)
![{\displaystyle {\Bigg ]}}](https://wikimedia.org/api/rest_v1/media/math/render/svg/5009a1a3c1fcd7483273ceb0ed46bba07856fae5)
![{\displaystyle \;\left[-27\,;\,+27\right]}](https://wikimedia.org/api/rest_v1/media/math/render/svg/8b5d0a6fa3972ecd6ff5657a28ce8c7c1a083b0f)
![{\displaystyle \;\left[\simeq -3,99\,;\,\simeq +3,99\right]}](https://wikimedia.org/api/rest_v1/media/math/render/svg/f1bf2f6afa82257bd5eb0ac1f5883279f71f6607)
![{\displaystyle \;x=\sinh(y){\big ]}}](https://wikimedia.org/api/rest_v1/media/math/render/svg/1375843a64ed702df8bb5550d4d63760df5d2918)
![{\displaystyle \;{\big [}\mathrm {argsinh} (-x)=-\mathrm {argsinh} (x){\big ]}}](https://wikimedia.org/api/rest_v1/media/math/render/svg/7ebb4a43c7697705bbbce7cc7ec4b8c94f7d140c)
![{\displaystyle \;{\dfrac {d\left[\mathrm {argsinh} (x)\right]}{dx}}={\dfrac {1}{\sqrt {1+x^{2}}}}\;}](https://wikimedia.org/api/rest_v1/media/math/render/svg/b92af38b79355f6baf0be4746f4364e56a45eb60)
![{\displaystyle \;\mathrm {argsinh} (x)=\ln \!\left[x+{\sqrt {x^{2}+1}}\right]\;\;\forall \;x\;}](https://wikimedia.org/api/rest_v1/media/math/render/svg/66700bcdfd933585ccb3829b0a8eb8ee6d77b2cf)
![{\displaystyle \;y=\ln \!\left[x+{\sqrt {x^{2}+1}}\right]\;}](https://wikimedia.org/api/rest_v1/media/math/render/svg/f75ea36f0e9eea670b199f2e00ecdf7ed5648812)
![{\displaystyle \;\left[1\,;\,+25\right]}](https://wikimedia.org/api/rest_v1/media/math/render/svg/10e060202befb336d6ea7c400b700ab2b8a8f3e9)
![{\displaystyle \;\left[0\,;\,\simeq 3,9\right]}](https://wikimedia.org/api/rest_v1/media/math/render/svg/c787902007659ae59630ce7cec2e47a904739824)
![{\displaystyle {\big ]}}](https://wikimedia.org/api/rest_v1/media/math/render/svg/31d63350d68291e3f56604a089e0e0b5a86c2472)
![{\displaystyle \;\left]1\,,\,+\infty \right[\;}](https://wikimedia.org/api/rest_v1/media/math/render/svg/3be81d59d50feb77179d92bf2df071a78097f7b4)
![{\displaystyle \;{\dfrac {d\left[\mathrm {argcosh} (x)\right]}{dx}}={\dfrac {1}{\sqrt {x^{2}-1}}}\;}](https://wikimedia.org/api/rest_v1/media/math/render/svg/9f78e3f2964808a0f7d2425b1f123667d01f57b8)
![{\displaystyle \;y\neq 0\Leftrightarrow x\neq 1{\big ]}}](https://wikimedia.org/api/rest_v1/media/math/render/svg/71b3e9ed37366a05b1f348ebd208bad907aaf96e)
![{\displaystyle \;\mathrm {argcosh} (x)=\ln \!\left[x+{\sqrt {x^{2}-1}}\right]\;\;\forall \;x\;}](https://wikimedia.org/api/rest_v1/media/math/render/svg/678194f2eb817d34075b5aa790020d3e820c1018)
![{\displaystyle \;y=\ln \!\left[x+{\sqrt {x^{2}-1}}\right]\;}](https://wikimedia.org/api/rest_v1/media/math/render/svg/bd65992e75d2552596259cbc1d2f6a5c43790b6a)
![{\displaystyle \;\left]-1\,;\,+1\right[}](https://wikimedia.org/api/rest_v1/media/math/render/svg/7b9018f16773fc893626ee1ffdb7f9df9a2f4a95)
![{\displaystyle \;\left[\simeq -4\,;\,\simeq +4\right]}](https://wikimedia.org/api/rest_v1/media/math/render/svg/b14fa41f0e2e60d544b9c4e5a83c22cc85579ba7)
![{\displaystyle \left]-1\,,\,+1\right[\;}](https://wikimedia.org/api/rest_v1/media/math/render/svg/cb574fc2289cc9f34910340234175214c1ea2ac3)
![{\displaystyle \;x=\tanh(y){\big ]}}](https://wikimedia.org/api/rest_v1/media/math/render/svg/3476e14b73b4d38e741d242bbbc0d40373bc5e65)
![{\displaystyle \;{\big [}\mathrm {argtanh} (-x)=-\mathrm {argtanh} (x){\big ]}}](https://wikimedia.org/api/rest_v1/media/math/render/svg/224d2096c87349aa645c512c6feead1de272dd8a)
![{\displaystyle \;{\dfrac {d\left[\mathrm {argtanh} (x)\right]}{dx}}={\dfrac {1}{1-x^{2}}}\;}](https://wikimedia.org/api/rest_v1/media/math/render/svg/b11bdd9458f38a7e87c6b90021955b9edbf2181f)
![{\displaystyle \;dx=\left[1-\tanh ^{2}(y)\right]\,dy\;}](https://wikimedia.org/api/rest_v1/media/math/render/svg/face79ef5d632dd867644836dabfd6b59158e5c2)
![{\displaystyle \;\left[\simeq -5\,;\,-1\right[\cup \left]+1\,;\,\simeq +5\right]}](https://wikimedia.org/api/rest_v1/media/math/render/svg/62d6c3cf510072e0ca5ea796da4023531a42a036)
![{\displaystyle \;\left[\simeq -2,7\,;\,\simeq +2,7\right]}](https://wikimedia.org/api/rest_v1/media/math/render/svg/916c8b3bb8cc46762b01c0e7f296d90f2c75d0ce)
![{\displaystyle \left]-\infty \,,\,-1\right[\cup \left]+1\,,\,+\infty \right[\;}](https://wikimedia.org/api/rest_v1/media/math/render/svg/eae785fec067c44837d8a3a994e8c3a93f7378e6)
![{\displaystyle \;x=\coth(y){\big ]}}](https://wikimedia.org/api/rest_v1/media/math/render/svg/103e777efb2535eb15a835f14be987904034f2c0)
![{\displaystyle \;\left]-\infty \,,\,-1\right[\;}](https://wikimedia.org/api/rest_v1/media/math/render/svg/2e1ae69b93d5fca6e76a10c624ecf223b4a1d36d)
![{\displaystyle \;\left]+1\,,\,+\infty \right[\;}](https://wikimedia.org/api/rest_v1/media/math/render/svg/9a9b81819556587c78e20b1b97d823aba9c51065)
![{\displaystyle \;{\big [}\mathrm {argcoth} (-x)=-\mathrm {argcoth} (x){\big ]}}](https://wikimedia.org/api/rest_v1/media/math/render/svg/4b38088036a040949ce12097e35e2c017905bd9b)
![{\displaystyle \;{\dfrac {d\left[\mathrm {argtanh} (x)\right]}{dx}}={\dfrac {-1}{x^{2}-1}}\;}](https://wikimedia.org/api/rest_v1/media/math/render/svg/ff9b621524e4a863b7e7234b38a575a2b4a6905d)
![{\displaystyle \;dx=\left[1-\coth ^{2}(y)\right]\,dy\;}](https://wikimedia.org/api/rest_v1/media/math/render/svg/f02a5e76e28d524c31e991acbc64e5c08a5898ca)
![{\displaystyle \;{\dfrac {1}{1-x^{2}}}={\dfrac {1}{2}}\left[{\dfrac {1}{1-x}}+{\dfrac {1}{1+x}}\right]\;}](https://wikimedia.org/api/rest_v1/media/math/render/svg/c009e773582c623926f6a96c2b3ef9e4d6d4019c)
![{\displaystyle \;\displaystyle \int ^{x}{\dfrac {d\xi }{1-\xi ^{2}}}={\dfrac {1}{2}}\left[\displaystyle \int ^{x}{\dfrac {d\xi }{1-\xi }}+\displaystyle \int ^{x}{\dfrac {d\xi }{1+\xi }}\right]={\dfrac {1}{2}}\left[\displaystyle \int ^{x}-{\dfrac {d(1-\xi )}{1-\xi }}+\displaystyle \int ^{x}{\dfrac {d(1+\xi )}{1+\xi }}\right]={\dfrac {1}{2}}\left[-\ln \!\vert 1-x\vert +\ln \!\vert 1+x\vert \right]+cste\;}](https://wikimedia.org/api/rest_v1/media/math/render/svg/5751437bb3935eb52a4c6bbfd008bbe30057c117)
![{\displaystyle \;x\in \left]-1\,,\,+1\right[}](https://wikimedia.org/api/rest_v1/media/math/render/svg/0c56ca6956c64d26af902433c566247669934cb5)
![{\displaystyle \;{\dfrac {d\left[\mathrm {argcoth} (x)\right]}{dx}}={\dfrac {1}{1-x^{2}}}\;}](https://wikimedia.org/api/rest_v1/media/math/render/svg/96df8b8e0145600edb684aec9daeccabc698c505)
![{\displaystyle \;{\dfrac {d\left[\mathrm {argtanh} (x)\right]}{dx}}\;}](https://wikimedia.org/api/rest_v1/media/math/render/svg/866e02885bea7f857b9a1826cd8aa57ee494a23c)
![{\displaystyle \;\left]-\infty \,,\,-1\right[\cup \left]+1\,,\,+\infty \right[}](https://wikimedia.org/api/rest_v1/media/math/render/svg/3c8378fc7b1806af8c57ff8a2c25574a7de481a5)
