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公式

公式: 逆双曲線関数 計算ツール
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  1. Inverse hyperbolic tangent and reciprocals

    Inverse hyperbolic tangent and reciprocals: 逆双曲線関数 計算ツール

    atanh for |x|<1, plus the reciprocal-based csch, sech and coth inverses.

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結果

Inverse Hyperbolic Sine, sinh⁻¹(x)
1.44363547517881
主値(実数)
sinh⁻¹(x) 1.44363547517881
cosh⁻¹(x) 1.3169578969248166
tanh⁻¹(x) no real value
csch⁻¹(x) 0.48121182505960347
sech⁻¹(x) no real value
coth⁻¹(x) 0.5493061443340549

この計算ツールでできること

このツールは、1つの実数 x について6種類の逆双曲線関数を一度にまとめて求めます。逆双曲線正弦 sinh⁻¹(x)、逆双曲線余弦 cosh⁻¹(x)、逆双曲線正接 tanh⁻¹(x)、逆双曲線余割 csch⁻¹(x)、逆双曲線正割 sech⁻¹(x)、逆双曲線余接 coth⁻¹(x) の6つです。これらは双曲線関数の逆関数にあたり、微分積分や積分公式集、特殊相対性理論(ラピディティ)、懸垂線(カテナリー)、各種工学計算など、幅広い場面で登場します。

原点を通るS字曲線として描かれた逆双曲線正弦関数のグラフ
arcsinh 曲線はすべての実数 x で定義され、原点を通る。

使い方

「変数 x」の欄に任意の実数を入力して計算するだけです。上部のボックスには、つねに定義される逆双曲線正弦の値が表示され、表には6つの関数の結果が高精度で一覧表示されます。x がその関数の実数としての定義域を外れる場合は、誤解を招く数値を出すのではなく「実数値なし」と表示します。

計算に使う公式

すべての逆双曲線関数は、主値(実数の主枝)において自然対数と平方根だけで表せます。

sinh⁻¹(x) = ln(x + √(x²+1))(すべての実数 x で定義)。cosh⁻¹(x) = ln(x + √(x²−1))(x ≥ 1 のとき)。tanh⁻¹(x) = ½·ln((1+x)/(1−x))(|x| < 1 のとき)。逆数系の関数は 1/x を上記の関数に代入して求めます。csch⁻¹(x) = sinh⁻¹(1/x)(x ≠ 0)、sech⁻¹(x) = cosh⁻¹(1/x)(0 < x ≤ 1)、coth⁻¹(x) = tanh⁻¹(1/x)(|x| > 1)。

6つの逆双曲線関数の入力定義域を比較した数直線の図
各逆双曲線関数には、それぞれ固有の有効な入力定義域がある。

計算例(x = 2 の場合)

sinh⁻¹(2) = ln(2 + √5) = ln(4.2360679...) ≈ 1.44363548。cosh⁻¹(2) = ln(2 + √3) ≈ 1.31695790。csch⁻¹(2) = sinh⁻¹(0.5) = ln(0.5 + √1.25) ≈ 0.48121183。coth⁻¹(2) = tanh⁻¹(0.5) = ½·ln(3) ≈ 0.54930614。ここで |2| > 1 なので tanh⁻¹(2) は実数値をもたず、また 2 > 1 なので sech⁻¹(2) も実数値をもちません。

よくある質問

なぜ一部の結果が「実数値なし」と表示されるのですか? 各関数には実数として定義される範囲(定義域)があります(たとえば cosh⁻¹ は x ≥ 1 が必要)。その範囲外では真の値が複素数になるため、実数のみを扱うこの計算ツールでは「実数値なし」と表示します。

x = 0 のときはどうなりますか? 逆数系の csch⁻¹ と coth⁻¹ は 1/x を必要とするため、x = 0 ではこれらは定義されません。

これは自然対数による恒等式と同じものですか? はい。この計算ツールは上記の厳密な対数表現を用いており、標準的な asinh/acosh/atanh の組み込み関数と数学的に同一の結果になります。

最終更新: