זווית היפרבולית – הבדלי גרסאות

תוכן שנמחק תוכן שנוסף
מאין תקציר עריכה
שורה 7:
הגודל של הזווית ההיפרבולית פרופורציונלי ל[[שטח]] של הגזרה ההיפרבולית המתאימה והוא ln x (הוכחה תובא בהמשך הערך), בדיוק כשם שהגודל של זווית מעגלית הוא השטח של הגזרה המעגלית המתאימה ל[[זווית מרכזית]] זאת.
 
יש להבחין שבניגוד לזווית מעגלית, הגודל של זווית היפרבולית אינו חסום, בדיוק כמו הפונקציה [[לוגריתם טבעי|ln x]]. הזווית ההיפרבולית נחשבת שלילית כאשר x בין 0 ל-1.
 
נניח ש-''ab'' = 1 ו-''cd'' = 1 כאשר ''c'' > ''a'' > 1, כך שהנקודות (''a'', ''b'') ו- (''c'', ''d'') מגדירות אינטרוול על ההיפרבולה ''xy'' = 1. העתקת squeeze משמרת שטח עם אלמנטים מטריציוניים אלכסוניים a ו-b (כלומר עם פרמטר a) ממפה את האינטרוול הזה לאינטרוול בין (1, 1) ל-(''bc'', ''ad''). חשבון שטחים פשוט מראה שהשטח תחת ההיפרבולה באינטרוול זה הוא גם השטח של הגזרה ההיפרבולית המתאימה לנקודות (1, 1) ו-(''bc'', ''ad''). לפי תוצאה של [[גרגואיר דה סנט וינסנט]], לשטח זה תכונות לוגריתמיות.
 
ה[[פונקציות היפרבוליות|פונקציות ההיפרבוליות]] sinh, cosh ו-tanh נעזרות בזווית ההיפרבולית כמשתנה הבלתי תלוי שלהן, ומכיוון שהערכים שלהן ניתנים לחישוב באופן אנלוגי ל[[פונקציות טריגונומטריות|פונקציות הטריגונומטריות]] המעגליות. לכן המושג של "זווית היפרבולית" הוא שימושי ביותר בבעיות של [[חשבון אינפיניטסימלי]] במשתנה [[מספר ממשי|ממשי]]; המושג מקנה אינטואיציה כיצד להתיר בעיות בנושא.
 
== השוואה עם זווית מעגלית ==
[[Imageקובץ:Hyperbolic functions-2.svg|thumbממוזער|200px|left|להיפרבולת היחידה יש גזרה עם שטח ששווה למחצית הזווית ההיפרבולית.]]
[[Fileקובץ:HyperbolicAnimation.gif|thumbממוזער|left|זווית מעגלית לעומת זווית היפרבולית.]]
ל[[מעגל היחידה]] <math> x^2 + y^2 = 1 </math> יש גזרה מעגלית ששטחה חצי מהזווית המעגלית ברדיאנים. באופן אנלוגי, להיפרבולת היחידה <math> x^2 - y^2 = 1 </math> יש גזרה היפרבולית עם שטח ששווה למחצית הזווית ההיפרבולית.
 
שורה 38:
הזווית ההיפרבולית מוצגת לעתים כאילו היא הייתה [[מספר מדומה]]; אם x הוא מספר ממשי ו-''i''<sup>2</sup> = −1 אז:
 
<math> \cos(i x) = \cosh(x) \quad \text{and} \quad \sin(i x) = i \sinh(x)</math>
 
כך שהפונקציות ההיפרבוליות cosh ו-sinh ניתנות להצגה באמצעות פונקציות מעגליות. הזהויות האלו ניתנות להבנה גם במונחים של [[טור אינסופי|טורים אינסופיים]]. הטור המייצג את [[אקספוננט|הפונקציה האקספוננציאלית]] (<math> e^x = \cosh x + \sinh x\! </math> ) מורכב מאיברים עם חזקות זוגיות ואי זוגיות, כאשר טור החזקות הזוגיות מרכיב את פונקציית הקוסינוס ההיפרבולי (<math>\textstyle\cosh x = \sum_{n=0}^\infty\frac{x^{2n}}{(2n)!}</math>) וטור החזקות האי זוגיות מרכיב את פונקציית הסינוס ההיפרבולי (<math>\textstyle\sinh x = \sum_{n=0}^\infty\frac{x^{2n+1}}{(2n+1)!}</math>). הטור האינסופי לקוסינוס נגזר מהטור האינסופי לקוסינוס היפרבולי באמצעות הפיכתו ל[[טור אינסופי|טור מתחלף]]. בדרך דומה מתקבל גם הטור ל-sin מהטור ל-sinh, אלא שהפעם החזקות האי זוגיות בטור הופכות למדומות ולכן נדרש הפקטור i.
 
== ראו גם ==