這個雙曲正切計算機能做什麼
只要輸入一個數字 x,這個計算機就會立刻算出它的雙曲正切 tanh(x)。為了讓你看得更完整,它同時會計算另外兩個相關的雙曲函數——sinh(x)(雙曲正弦)與 cosh(x)(雙曲餘弦),並列出背後的指數基礎值 ex 與 e−x。無論是檢查作業、驗證微積分與三角學的計算結果,還是處理物理與工程中的懸鏈線、狹義相對論,以及神經網路的激活函數,都相當好用。
使用方法
- 數字(x):輸入任意實數——正數、負數、小數或零都可以。
- 計算機會回傳 tanh(x)、sinh(x) 與 cosh(x),再加上 ex 與 e−x,讓你清楚看到每個數值是怎麼組合出來的。
x 是一個沒有單位的純數,並不是以「度」為單位的角度,所以完全不必切換單位。
公式解析
這三個函數都直接由指數函數定義:
- sinh(x) = (ex − e−x) / 2
- cosh(x) = (ex + e−x) / 2
- tanh(x) = sinh(x) / cosh(x) = (ex − e−x) / (ex + e−x)
本計算機的運算方式,與電腦數學函式庫(Math.tanh、Math.sinh、Math.cosh)完全一致。tanh 的輸出永遠嚴格介於 −1 與 1 之間,當 x 往兩個方向變大時,數值會越來越接近這兩個極限。
實際範例
假設你輸入 x = 1,計算機會先求出指數值:
- e1 ≈ 2.71828
- e−1 ≈ 0.36788
接著:
- sinh(1) = (2.71828 − 0.36788) / 2 ≈ 1.17520
- cosh(1) = (2.71828 + 0.36788) / 2 ≈ 1.54308
- tanh(1) = 1.17520 / 1.54308 ≈ 0.76159
常見問題
x 是角度嗎?不是。與一般三角函數不同,雙曲函數接受的是純實數,而不是「度」或「弧度」。
tanh(x) 的值域是多少?永遠介於 −1 與 1 之間。當 x = 0 時等於 0,而當 |x| 很大時,數值會趨近 ±1。
tanh、sinh 與 cosh 之間有什麼關係?tanh(x) = sinh(x) ÷ cosh(x)。此外還有 cosh²(x) − sinh²(x) = 1,這個雙曲恆等式正好對應了畢氏定理。