LES FONCTIONS HYPERBOLIQUES ET LEURS RÉCIPROQUES FONCTIONS
LES FONCTIONS HYPERBOLIQUES ET LEURS RÉCIPROQUES 1 FONCTIONS HYPERBOLIQUES Toute application f : RR s’écrit, et d’une seule façon, sous la forme p+i avec p paire et i impaire Les applications p et i sont respectivement nommées partie paire et partie impaire de f Elles sont définies par : 8x 2R, 8 >> >< >> >: p ( x)= 1 2 f+ )) i(x
˘ˇ ˆ - melusineeuorg
Title: Microsoft Word - 13 Fonctions hyperboliques doc Author: Ismael Created Date: 4/8/2006 7:31:46
FORMULAIRE SUR LES FONCTIONS HYPERBOLIQUES
4 Expression de shx et thx en fonction de chx et de chx et cothx en fonction de shx : shx = p ch2x 1 chx = p sh2x+ 1 thx = r 1 1 cos2 x cotx = r 1 + 1 sin2 x 5 Relation avec l’exponentiel : chx+ shx = e xet chx shx = e 6 Formule de puissance : (chx+ shx)n = ch(nx) + sh(nx) pour tout n 2N 7 Formules d’addition :
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Fonctions circulaires et hyperboliques inverses Corrections de Léa Blanc-Centi 1 Fonctions circulaires inverses Exercice 1 Vérifier arcsinx+arccosx = p 2 et arctanx+arctan 1 x =sgn(x) p 2: Indication H Correction H Vidéo [000752] Exercice 2 Une statue de hauteur s est placée sur un piédestal de hauteur p 1 À quelle distance x
Fonctions circulaires et leurs réciproques
Fonctions circulaires et leurs réciproques En quoi les fonctions sinh et cosh sont-elles des analogues hyperboliques des fonctions sin et cos
Cours de mathématiques - Exo7 : Cours et exercices de
Fonctions hyperboliques et hyperboliques inverses Fiche d'exercices ⁄ Fonctions circulaires et hyperboliques inverses Vous connaissez déjà des fonctions classiques : exp,ln,cos,sin,tan Dans ce chapitre il s’agit d’ajouter à notre catalogue de nouvelles fonctions : ch, sh, th, arccos, arcsin, arctan, Argch, Argsh, Argth
Corrig e du DM 1 - logiquejussieufr
2 Montrer que les fonctions cosh et sinh sont equivalentes a la fonction x 7ex 2 en +1 3 Etudier les fonctions cosh, sinh et x 7ex 2 et tracer leurs graphes sur le m^eme dessin 4 On pose tanh(x) = sinh x coshx (tangente hyperbolique) et cothx = cosh sinhx (cotangente hyperbolique) Etudier les fonctions tanh et coth et les dessiner
Cours sur les fonctions usuelles
Cours sur les fonctions usuelles c Emmanuel Vieillard Baron, Table des mati`eres 1 Pr´eambule 1 2 Fonctions logarithmes, exponentielles et puissances 1
Fonctions trigonométriques réciproques
∀ y ∈ [-1 ;1], ∃ x ∈ r tel que sin(x) = y et cos(x) = y La fonction tangente définie de r- {x ∈ r⎮x = 2 π + kπ , k ∈ z } dans r est une application surjective par définition A condition de restreindre judicieusement leurs ensembles de définition, on peut définir des fonctions qui sont injectives et par conséquent
Tableaux des dérivées et primitives et quelques formules en
= 0 et lim x0+ x jlnxj = 0 lim x+1 e x x = +1 et lim x1 jxj e x= 0 Autrement dit, l’exponentielle impose toujours sa limite en 1 aux fonctions puissances, et celles-ci imposent toujours leur limites en 0+ ou +1au logarithme Fonctions circulaires réciproques On suppose connues les fonctions sinus et cosinus
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Fonctions trigonométriques réciproques
1 Définitions
Les fonctions sinus, cosinus définies de dans l'intervalle [-1 ;1] sont des applications surjectives par définition,
c'est à dire : y [-1 ;1], x tel que sin(x) = y et cos(x) = y .La fonction tangente définie de - {x x =
2 + k , k } dans est une application surjective par définition .A condition de restreindre judicieusement leurs ensembles de définition, on peut définir des fonctions qui sont
injectives et par conséquent bijectives. Pour la fonction sinus, on restreint son domaine de définition à l'intervalle [- 2 2 ] et on a : sin : [- 2 2 ] [-1 ;1] x sin(x) Alors cette fonction " sin " est bijective et on peut définir sa fonction réciproque appelée arc sinus ainsi : arcsin : [-1;1] [- 2 2 x arcsin(x) avec l'équivalence : y = arcsin(x) x = sin(y)La représentation graphique
1 f d'une fonction f -1 réciproque d'une applicatio bijective est toujours symétrique de f par rapport à la bissectrice d du premier et troisième quadrant d'équation d : y = x . 1 f f 2 Pour la fonction cosinus, on restreint son domaine de définition à l'intervalle [0 ;] et on a : cos : [0 ;] [-1 ;1] x cos(x) Alors cette fonction "cos" est bijective et on peut définir sa fonction réciproque appelée arc cosinus ainsi : arccos : [-1;1] [0 ;] x arccos(x) avec l'équivalence : y = arccos(x) x = cos(y) Pour la fonction tangente, on restreint son domaine de définition à l'intervalle ]- 2 2 [ et on a : tan : ]- 2 2 x tan(x) Alors cette fonction "tan" est bijective et on peut définir sa fonction réciproque appelée arc tangente ainsi : arctan : ]- 2 2 x arctan(x) avec l'équivalence : y = arctan(x) x = tan(y)Exemples : arcsin(1) =
2 , car sin( 2 ) = 1 arccos( 213 , car cos( 3 21
; arctan(-1) = - 4 , car tan(- 4 ) = -1
2 Remarques :
1) Soit f : A B une application bijective et f
-1 : B A sa réciproque avec y = f -1 (x) x = f(y) .On a alors : f
of -1 = id B et f -1 of = id A , c'est à dire : xB , : fof -1 (x)= id B (x) = x et yA , : f -1 of(y)= id A (y) = y . Ainsi : x [-1 ;1] , sin[arcsin(x)] = x et cos[arccos(x)] = x y [- 2 2 ] , arcsin[sin(y)] = y et y [0 ;] , arccos[cos(y)] = y et x , tan[arctan(x)] = x y ]- 2 2 [ , arctan[tan(y)] = y .2) On a aussi : x[-1 ;1] , arcsin(-x) = -arcsin(x) et x
, arctan(-x) = -arctan(x) ; les fonctions arcsin et arctan sont donc impaires.( car sin et tan sont impaires) preuve : y = arcsin(-x) -x = sin(y) x = -sin(y) x = sin(-y) -y = arcsin(x) y = -arcsin(x) y = cos(x) y = arctan(x) y = tan(x) y = arccos(x) 33 Dérivées
On a démontré le théorème de dérivation d'une fonction réciproque d'une application bijective :
Si f est une fonction bijective et continue sur un intervalle ouvert contenant y 0 et si f est dérivable en y 0 et si f '(y 0 ) 0 , alors la bijection réciproque f -1 est dérivable en x 0 = f(y 0 ) et on a (f -1 )'(x 0 )('f1 0 y.En posant y = f
-1 (x) = arcsin(x) et x = f(y) = sin(y) on obtient : (f -1 )'(x) = [arcsin(x)]' = x- 1 1 * (x))cos(arcsin1 cosy1 (siny)'1 )y('f1 2 , x ]-1 ;1[ .(* cf. exercice 3a)Exercices : démontrer que : [arccos(x)]' =
x- 1 1- 2 x ]-1 ;1[ et [arctan(x)]' = 2 x 1 1 , x . remarque : la fonction arcsin n'est pas dérivable en x = -1 et en x = 1 ; calculons f d (1) et f ' g (-1) : f d (1) =01 x- 1 1 lim
21xet f g (-1) =
01 x- 1 1 lim
21xinterprétation géométrique : les tangentes au graphique de la fonction arcsin en 1 x et en 1 x sont verticales : 4
4 Exercices
1) Démontrer : x [-1 ;1] , arcsin(x) + arccos(x) =
22) Calculer le domaine de définition des fonctions f
i définies par : a) y = f 1 (x) = arcsin3 x21 x
b) y = f 2 (x) =1xarctanx
2 c) y = f 3 (x) = arccos 2 x1x23) Démontrer :
a) x [-1 ;1] , cos[arcsin(x)] = x 1 2 et sin[arccos(x)] = x 1 2 b) x ]-1 ;1[ , tan[arcsin(x)] = x- 1 x 2 c) x [-1 ;1]-{0} , tan(arccos(x)] = x x- 1 2 d) x , sin[arctan(x)] = x 1 x 2 et cos[arctan(x)] = x 1 1 24) Calculer les dérivées des fonctions f
i définies par : a) y = f 1 (x) = arcsin (2x-3) b) y = f 2 (x) = arccos(x 2 c) y = f 3 (x) = arctan (3x 2 ) d) y = f 4 (x) = arctan x1x15) Calculer :
a) dx x11 2 b) dx xa1 22( poser t = ax ) c) dx x 1 1 2 d) dx x 1 x 22
( poser t = arccos(x) x = cos(t) ) e) dx x 1 x 2 ( poser t = arctan(x) x = tan(t) ) f) dx arcsin(x) g) dx arccos(x) h) dx arccos(2x) i)quotesdbs_dbs10.pdfusesText_16