funciones hiperbólicas

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UNIVERSIDADE TECNOLOGICA DE PEREIRA DEPARTAMENTO DE MATEMATICA PROFESOR FABIO VALENCIA M FUNCIONES HIPERBOLICAS


FUNCIONES HIPERBร LICAS E HIPERBร LICAS INVERSAS

Definiciรณn El seno hiperbรณlico. Sea x un nรบmero real el seno hiperbรณlico de x se denota y=senh(x) y se define mediante la fรณrmula e e

y senh x 2 Y su grรกfica estรก dada por :(utilice cรกlculo para llegar a la grรกfica que se dรก)

y=senh(x)

De la grรกfica podemos afirmar lim senh x lim

e e

2

lim senh x lim

Y en cualquier punto, por ser la funciรณn continua e e

e e lim senh x lim

2 2


La derivada D senh x D

=

=cosh(x)

D senh x cosh x La derivada es positiva en todo su dominio luego la función es creciente Su dominio son todos los números reales y su imagen son todos los reales, es una función inyectiva y sobreyectiva luego tiene inversa en todo su dominio

y=senh·'(x)

Y su fórmula es y= senh ! x ln x √x 1 La derivada de y= senh ! x D senh ! x

1

√x 1


DefiniciĂłn El coseno hiperbĂłlico. Sea x un nĂşmero real el coseno hiperbĂłlico de x se denota y=cosh(x) y se define mediante la fĂłrmula e e

y cosh x 2 Y su grĂĄfica estĂĄ dada por :(utilice cĂĄlculo para llegar a la grĂĄfica que se dĂĄ)

y=cosh(x)

Df=lR

De la grĂĄfica podemos afirmar lim cosh x lim

∞

e e

∞

2

lim cosh x lim

Y en cualquier punto, por ser la funciĂłn continua e e

e e lim cosh x lim

2 2 La derivada D cosh x D

=

=senh(x)

D cosh x senh x

La derivada es negativa en (-∞,0) luego la funciĂłn es decreciente en (-∞,0)


La derivada es positiva en (0,+∞) luego la función es creciente en (0,+∞) Como cambia de derivada negativa a positiva en x=0 existe un mínimo y el mínimo es (0,1) El dominio son todos los números reales y la imagen es [1,+∞), la función no tiene inversa en todo su dominio, restrinjamos su dominio a [0,+∞)

y=cosh(x)

Aquí si tiene inversa y=cosh ! x Y=cosh ! x

y=argcosh(x)

Su dominio [1,+∞) Y su fórmula es :

La derivada

y=cosh ! x =ln(x+√x 1 D cosh ! x

!

√$ % !

x≥1


DefiniciĂłn La tangente hiperbĂłlica. Sea x un nĂşmero real la tangente hiperbĂłlica de x se denota y=tanh(x) y se define mediante la fĂłrmula e e

y tanh x

e e

Y su grĂĄfica estĂĄ dada por :(utilice cĂĄlculo para llegar a la grĂĄfica que se dĂĄ)

y=tanh(x)

De la grĂĄfica podemos afirmar lim tanh x lim

lim tanh x lim

1 y=-1 es asĂ­ntota horizontal

1 y=1 es una asĂ­ntota horizontal

Y en cualquier punto, por ser la funciĂłn continua e e

e e lim tanh x lim

e e

e e ) *+

La derivada D tanh x D = ,-)+

,-)+ ,-)+ ) + ) *+ ,-)+% ) *+% = ,-)+ % ,-)+ %

D tanh x

1 sech x cosh x

D tanh x sech x


La derivada es positiva en todo su dominio luego es creciente Su dominio son todos los números reales y su imagen es ,[-1,1] es inyectiva y sobreyectiva luego tiene inversa y=tanh ! x

y=argtanh(x)

Su dominio es [-1,1] x=-1 y x=1 son asíntotas verticales

Su inversa está dada por la fórmula !

y=tanh ! x ln Su derivada

!

!

donde

D tanh ! x

1<x<1

1 donde |x| 0 1 1 x


DefiniciĂłn La cotangente hiperbĂłlica. Sea x un nĂşmero real la cotangente hiperbĂłlica de x se denota y=cotanh(x) y se define mediante la fĂłrmula e e

y cotanh x

e e

Y su grĂĄfica estĂĄ dada por :(utilice cĂĄlculo para llegar a la grĂĄfica que se dĂĄ)

y=cotanh(x)

De la grĂĄfica podemos afirmar lim cotanh x lim

1 y=-1 es asĂ­ntota

horizontal

lim cotanh x lim

1 y=1 es una asĂ­ntota horizontal

Y en cualquier punto diferente de cero, por ser la funciĂłn continua e e

e e limco tanh x lim

e e

e e La derivada ,-)+

) *+ ) *+ ,-)+ ,-)+ ) *+% ,-)+% = ) *+ % ) *+ %

D cotanh x D = ) *+

D cotanh x

1 cosech x cosch x

D cotanh x cosech x


Su dominio son todos los números reales menos el cero y su imagen (-∞,1)∪(1,+∞), y=1 y Y=-1 son asíntotas horizontales. La función tiene inversa y se nota y=cotanh ! x , su gráfica es

y=argcoth(x)

Su dominio es (-∞,-1)∪(1,+∞) y x=-1 , x=1 son asíntotas verticales Esta dado por la fórmula !

Y=cotanh ! x ln

!

!

donde |x| ≥ 1 es lo mismo x 2 ∞, 1 ∪ 1, ∞ dominio de la inversa su derivada !

D cotanh ! x =!

% 45647 |x| & 1 es lo mismo x 2 ∞, 1 ∪ 1, ∞

Revisar la diferencia con D tanh ! x


DefiniciĂłn La secante hiperbĂłlica. Sea x un nĂşmero real la secante hiperbĂłlica de x se denota y=sech(x) y se define mediante la fĂłrmula 1 2 y sech x

cosh x e e

Y su grĂĄfica estĂĄ dada por :(utilice cĂĄlculo para llegar a la grĂĄfica que se dĂĄ)

y=sech(x)

! ,-)+

De la grĂĄfica podemos afirmar lim sech x lim

lim

=0 y=0 es asĂ­ntota

horizontal lim sech x lim

!

,-)+

lim

y=0 es una asĂ­ntota horizontal

Y en cualquier punto, por ser la funciĂłn continua

1 2

cosh x e e

limsec h x lim

Su derivada D sech(x)=D

!

) *+ = ,-)+% ,-)+

sech x tanh x

D sech(x) sech x tanh x Su dominio son todos los reales y su imagen es (0,1] y=0 es una asĂ­ntota horizontal, no tiene inversa en todo su dominio, debemos restringirlo a un dominio [0,+∞) y allĂ­ si tiene inversa


y=sech(x)

Su inversa es y=sech ! x

y=argsech(x)

El dominio de y=sech ! x es (0,1] y su imagen es [0,+∞), x=0 es una asíntota vertical ! √!

% 9

Su fórmula es y=sech ! x ln 8

x∈(0,1]

Su derivada D sech ! x =

!

√!

%

donde 0<x≤1


DefiniciĂłn La cosecante hiperbĂłlica. Sea x un nĂşmero real la cosecante hiperbĂłlica de x se denota y=cosech(x) y se define mediante la fĂłrmula 1 2 y cosech x

senh x e e

Y su grĂĄfica estĂĄ dada por :(utilice cĂĄlculo para llegar a la grĂĄfica que se dĂĄ)

y=cosech(x)

! ) *+

De la grĂĄfica podemos afirmar lim cosech x lim 0 es una asintota horizontal

lim

0 donde y

1 2 lim

0

senh x

e e

lim cosech x lim

Y en cualquier punto diferente de cero, por ser la funciĂłn continua 1 2 lim cosech x lim

senh x e e !

,-)+

La derivada D cosech x D ) *+ = ) *+% =-cosech(x).cotanh(x) D cosech x cosech x cotanh x

Su dominio es (-∞,0)âˆŞ(0,+∞) y su imagen son todos los nĂşmeros reales sin el cero, x=0 es una asĂ­ntota vertical y y=0 es una asĂ­ntota horizontal, la funciĂłn tiene inversa en todo su dominio Y esta dado por la grĂĄfica y se nota y= cosch ! x


Y=argcosch(x)

Su dominio es (-∞,0)∪(0,+∞) y su imagen es (-∞,0)∪(0,+∞) donde x=0 es asíntota vertical y y=0 es una asíntota horizontal So fórmula !

!

y= cosch ! x ln ? @1 % A

Su derivada D cosch ! x

!

| |√! %

donde x≠0


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