دالة جيب التمام الزائدية

من ويكيبيديا، الموسوعة الحرة
اذهب إلى التنقل اذهب إلى البحث
جيب التمام الزائدي
منحنى دالة جيب التمام الزائدي على جزء من ℝ، حيث منحناه له شكل سلسلي.
منحنى دالة جيب التمام الزائدي على جزء من ℝ، حيث منحناه له شكل سلسلي.
ترميز
دالة عكسية
مشتق الدالة
مشتق عكسي
(تكامل)
الميزات الأساسية
زوجية أم فردية؟ زوجية
مجال الدالة
المجال المقابل
دورة الدالة 2πi
قيم محددة
القيمة/النهاية عند الصفر 1
نهاية الدالة عند +∞
نهاية الدالة عند -∞
نقاط حرجة 0


جيب التمام الزائدي (بالإنجليزية: Hyperbolic Cosine)‏ في الرياضيات هي دالة زائدة لها خصائصها ومميزاتها الرياضية.

تعريف[عدل]

يُرمز لدالة جيب التمام الزائدي بالرمز cosh (أو ch)[1] أما قيمتها فهي :

بحيث أن هو الأس المركب.

إذن فدالة جيب التمام الزائدي هي الجزء الزوجي من العدد المركب الأسي، بل هي تطبيق أو دالة حقيقية لمتغير حقيقي.

دالة جيب التمام الزائدي مُعرفة على المجال ℝ، أي أن منحاها يقتصر على هذا المجال فقط، وهي مماثلة لدالة جيب التمام في الهندسة الزائدية (من هنا جاء تسميتها بدالة جيب التمام الزائدي).

رمز دالة جيب التمام الزائدي Ch. × تم استعمالها لأول مرة من طرف عالم الرياضيات الإيطالي فينتشنزو ريكاتي (بالإيطالية: Vincenzo Riccati) وذلك في القرن الثامن عشر.

خصائص[عدل]

الخصائص العامة[عدل]

الخصائص المثلثية[عدل]

انطلاقا من تعريف دالة جيب التمام الزائدي وكذلك دالة جيب الزائدي يُمكن استنتاج المتساويات التالية، وهي صالحة لكل الأعداد الحقيقية والمركبة كما أنها مناسبة لصيغة أويلر المُستعملة في المثلثات الدائرية :

و

إذن:


عندما تقترب t من R، فإن النقطة ذات الإحداثيات (cost ،sint) تقطع دائرة كاملة ذات المعادلة ، مما يعني أن النقطة ذات الاحداثيات (cosht ،sinht) تَمر عبر القطع الزائد الذي يحمل المعادلة .

من ناحية أخرى، ومن أجل كل الأعداد المركبة x وy فإن:

 ;
 ;
 ;
.

استعمال الصيغ المثلثية على غرار يُمَكِّنُ أيضا من الحصول على علاقات أكثر تفرعا من تلك، وذلك من قبيل:

 ;

دالة الجيب الزائدي في سلسلة تايلور[عدل]

دالة الجيب الزائدي Cosh في سلسلة تايلور تُكتب على الشكل التالي:

.

دالة الجيب الزائدي في متعددة حدود تشيبيشيف[عدل]

إذا كانت متعدد حدود شيبيشيف، فإن هذه الحدودية تمتد إلى مجموعة من الأعداد العقدية (العلاقة صحيحة كيف ما كان t عدد حقيقي)

وبالتالي تُصبح العلاقة لكل عدد معقد _مركب_ z على الشكل التالي:

.

القيم[عدل]

هذه بعض قيم دالة جيب التمام الزائدي :

  •  ;
  •  ;
  • .

الأصفار[عدل]

كل أصفار دالة cosh هي مجرد أعداد تخيلية. بشكل أكثر دقة، فإن لكل عدد معقد :

في الواقع، وباعتبار أن مع عددان حقيقيان، فإن وهذا يعني:

.

الدالة العكسية[عدل]

رسم بياني لمنحنى الدالة العكسية لجيب تمام الزائدي على المجال [1، +∞[.

في المجال [0, +∞[، فإن cosh هي دالة متصلة وتزايدية قطعا؛ أما قيمتها في 0 فهي 1، ونهايتها في +∞ هي +∞، مما يعني أنها مقابلة للمجال [0, +∞[ في [1, +∞[. أما دالتها العكسية فيُرمز لها بـ arcosh (أو argch)، وتُسمى "الدالة العكسية لدالة جيب التمام الزائدي" أو "قوس جيب التمام الزائدي".

من أجل x∈ [1، +∞[ هناك عددان حقيقيان في cosh وهما:

في الواقع، إذا افترضنا t = arcosh(x) ثم استعملنا العلاقة التالية cosh(t) – sinh(t) = 1 مع t> 0 نحصل على:

الدالة arcosh مشتقة على المجال ]1, +∞[ بحيث:

استخدام[عدل]

الفيزياء[عدل]

الرسم البياني للدالة cosh في المجال ℝ يُمكن أن يصف سلسلة، أو بالأحرى كابل ثابت (معلق) في طرفين ويخضع لقانون الجاذبية.

العمارة[عدل]

يُستعمل جيب تمام الزائدي في الهندسة وكذلك في العمارة، خاصة في القوس السلسلي والذي تظهر أهميته جليا عند هندسة الجسور المعلقة.

أنطوني غاودي كان واحدا من الأوائل الذين استفادوا من هذه الدالة وذلك من خلال استعمالها على نطاق واسع في الهندسة المعمارية لا سيما مع واحدة من أفضل أعماله والتي تحمل اسم ساغرادا فاميليا. كما أن قوس جيت واي في سانت لويس بني على أساس الدالة العكسية لدالة جيب تمام الزائدي، حيث بلغ ارتفاعه 192 m ونفس العدد في قاعدته. أما نقاط هذا القوس فتُشكل تقريبا المعادلة التالية:

بالنسبة لـ –96 <x <96.

انظر أيضًا[عدل]

مراجع[عدل]

  1. ^ La norme internationale ISO 80000-2:2009 recommande cosh. نسخة محفوظة 7 أكتوبر 2016 على موقع واي باك مشين.