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輸入計算

輸入一個數值以計算其雙曲正割

數學公式

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結果

雙曲正割 sech(1) = 0.648054
輸入值(x) 1
雙曲正割(sech) 0.648054
雙曲餘弦(cosh) 1.543081
ex 2.718282
e-x 0.367879
ex + e-x 3.086161
公式 sech(x) = 2/(ex + e-x) = 1/cosh(x)

雙曲正割計算機的功能

這個計算機可針對你輸入的任何實數,計算其雙曲正割值,記作 sech(x)。雙曲正割是六個雙曲函數之一,在微積分、物理與工程領域被廣泛應用——例如它能描述由懸鏈線衍生而來的鐘形曲線形狀,也會出現在某些波動方程與孤立子(soliton)方程的解中。除了 sech(x) 之外,這個工具還會一併顯示 cosh(x)(雙曲餘弦),因為這兩者有著直接的關聯。

輸入欄位

  • 數值(x):可輸入任何實數——正數、負數、小數或零皆可。這個單一數值就是計算機代入雙曲函數的引數(argument)。

計算公式

計算機分兩個步驟運作。首先求出雙曲餘弦:

  • cosh(x) = (eˣ + e⁻ˣ) / 2

接著,雙曲正割就是它的倒數:

  • sech(x) = 1 / cosh(x) = 2 / (eˣ + e⁻ˣ)

在運算內部,工具會分別計算 eˣ 與 e⁻ˣ,將兩者相加,再用這個總和推導出 cosh(x) 與 sech(x)。由於 cosh(x) 永遠不會為零(其最小值在 x = 0 時為 1),因此 sech(x) 永遠有定義,且數值始終介於 0 與 1 之間。

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雙曲正割函數的鐘形曲線,峰值為 1
sech(x) 的圖形:一條平滑的鐘形曲線,在 x 為 0 時達到峰值 1,當 |x| 增大時趨近於 0。

實際範例

假設你輸入 x = 1

  • e¹ ≈ 2.71828,e⁻¹ ≈ 0.36788
  • 兩者之和 ≈ 3.08616,因此 cosh(1) = 3.08616 / 2 ≈ 1.54308
  • sech(1) = 1 / 1.54308 ≈ 0.64805

於是計算機會回傳 sech(1) ≈ 0.6481,並同時顯示 cosh(1) ≈ 1.5431。

展示 sech 為由兩條指數曲線構成的 cosh 倒數的示意圖
sech(x) 是 cosh(x) 的倒數,而 cosh(x) 是指數函數 e^x 與 e^-x 的平均值。

常見問題

sech(0) 是多少?當 x = 0 時,eˣ 與 e⁻ˣ 皆等於 1,因此 cosh(0) = 1,sech(0) = 1/1 = 1。這正是 sech 所能達到的最大值。

sech(x) 有可能為負或為零嗎?不會。由於 cosh(x) 永遠至少為 1,因此對任何實數輸入而言,sech(x) 都嚴格落在 0 與 1 之間。當 x 往任一方向趨向極大時,sech(x) 會趨近於 0,但永遠不會真正等於 0。

可以輸入負數嗎?可以。sech 是偶函數,也就是 sech(-x) = sech(x),所以輸入 -2 會得到與輸入 2 完全相同的結果。

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