什麼是 Cosh 計算機?
雙曲餘弦寫作 \(\cosh(x)\),是最基本的雙曲函數之一。它直接以指數函數定義為 $$\cosh(x) = \frac{e^{x} + e^{-x}}{2}$$ 這個計算機可針對你輸入的任意實數計算 \(\cosh(x)\),並回傳完整精度的結果。雙曲函數廣泛出現在物理、工程與數學領域之中,其中最著名的例子,就是懸掛鏈條或電纜自然下垂所形成的曲線——也就是所謂的「懸鏈線(catenary)」,其形狀正是依循 \(\cosh\) 曲線。
使用方式
在 x 欄位輸入任意實數——可以是正數、負數、整數或小數。按下計算,工具便會回傳 \(\cosh(x)\)。由於 \(\cosh\) 是偶函數,\(\cosh(-x)\) 會等於 \(\cosh(x)\),因此輸入值的正負號並不會影響答案。\(\cosh(x)\) 的最小值為 1,發生在 \(x = 0\) 時。
公式解析
當 \(x\) 為正數時,\(e^{x}\) 會隨之增大;當 \(x\) 為負數時,\(e^{-x}\) 會增大。將兩者取平均後,便得到一條平滑、呈 U 字形(凸函數)且對稱於 y 軸的曲線。當 \(|x|\) 越來越大時,\(\cosh(x)\) 的行為會趨近於 \(\tfrac{1}{2}e^{|x|}\),因此增長速度非常快。
實例演算
當 \(x = 1\) 時:\(e^{1} \approx 2.718281828\),\(e^{-1} \approx 0.367879441\)。兩者相加為 \(3.086161270\),再除以 2,便得到 $$\cosh(1) \approx 1.543080635$$
常見問題
cosh(0) 等於多少?\(\cosh(0) = \frac{1 + 1}{2} = 1\),這是此函數的最小值。
cosh 會出現負值嗎?不會。由於 \(e^{x}\) 與 \(e^{-x}\) 永遠為正,因此對於任何實數 \(x\),\(\cosh(x) \geq 1\) 恆成立。
cosh 與 sinh 有什麼關係?兩者滿足恆等式 \(\cosh^{2}(x) - \sinh^{2}(x) = 1\),這正是畢氏定理在雙曲函數中的對應版本。