求雙曲正弦函數(shù)的導(dǎo)函數(shù)

公式(sinhx)'=coshx已經(jīng)盡人皆知了,然而對于公式的來源,一定有不少人是這樣做的:

然而許多人并不知道雙曲正弦函數(shù)的指數(shù)表達(dá)式是如何推導(dǎo)的,所以現(xiàn)在我們嘗試類比公式(sinx)'=cosx的方法,推導(dǎo)雙曲正弦函數(shù)的導(dǎo)數(shù)。

一、一個(gè)極限的推導(dǎo)

和重要極限的推導(dǎo)類似,我們先來考察雙曲函數(shù)的定義

設(shè)P是雙曲線右支上一點(diǎn),曲邊三角形OAP(某些資料也稱雙曲扇形)為α/2,那么P點(diǎn)的橫坐標(biāo)和縱坐標(biāo)分別是coshα和sinhα,即
OB=coshα,PB=sinhα,由相似三角形易得
AC=sinhα/coshα=tanhα。
如果我們連結(jié)AP構(gòu)成△OAP,當(dāng)P在雙曲線右上支運(yùn)動(dòng)時(shí),很容易觀察到
△OAP的面積>曲邊三角形OAP的面積
>△OAC的面積
當(dāng)P與A重合時(shí),三者重合,所以更精確一點(diǎn):
△OAP的面積≧曲邊三角形OAP的面積
≧△OAC的面積
即sinhα≧α≧tanhα(α≧0)
取倒數(shù),并乘sinhα,得到
coshα≧sinhα/α≧1
當(dāng)α→0+時(shí),coshα→1,利用夾逼定理,原極限證明了一半
利用coshα和sinhα/α都是偶函數(shù),原極限得證。
這只是第一步,我們還需要得到雙曲正弦的和差化積公式。

二、相關(guān)公式

首先,我們需要得到雙曲正弦的“和角公式”,證明略。

兩式相減,并且x=α+β,y=α-β,解出α和β代入相減得到的式子中,就能得到差化積公三、萬事俱備,只欠求導(dǎo)
現(xiàn)在,我們已經(jīng)能夠類比求正弦函數(shù)導(dǎo)數(shù)的過程,寫出求雙曲正弦導(dǎo)數(shù)的過程了。
