Fonctions usuelles

4         Fonctions hyperboliques et hyperboliques inverses 

4.1                       Définition des fonctions hyperboliques

Par définition, on appelle cosinus hyperbolique de x, la quantité notée  :

De la même manière, on définit le sinus hyperbolique, notée  :

On constate que  et que . Il vient alors immédiatement :

                                  (1)


Par analogie avec les fonctions trigonométriques, on définit la tangente hyperbolique, notée  (ou bien  ) par :

On utilise quelquefois la co-tangente hyperbolique, notée , et définie par :

Les deux relations suivantes découlent immédiatement  de la relation (1) :

                

4.2                       Etude des fonctions hyperboliques

4.2.1                   Etude de la fonction

La fonction paire : on fait l’étude sur  et le graphe est symétrique par rapport à .

 : la fonction est strictement croissante sur

4.2.2                 Etude de la fonction

            

La fonction impaire : on fait l’étude sur  et le graphe est symétrique par rapport à l’origine.

 : la fonction est strictement croissante sur

Remarque :  entraîne que .

4.2.3                 Etude de la fonction

                      

La fonction impaire : on fait l’étude sur  et le graphe est symétrique par rapport à l’origine.

La droite  est asymptote en

 : la fonction est strictement croissante sur

Remarque : .

4.3                       Formules usuelles

Dans la rubrique aides-mémoire, vous trouverez un formulaire récapitulatif des formules usuelles impliquant les fonctions hyperboliques.

4.4                       Définition des fonctions hyperboliques réciproques

4.4.1                   Définition de la fonction réciproque du cosinus hyperbolique

Définition :

La fonction réciproque du cosinus hyperbolique se note  et se définit par :

 

 est une fonction continue, croissante et bijective de  sur .

 

Expression logarithmique de

De la définition précédente, il vient . Si on pose , alors , ce qui conduit par résolution de cette équation du second degré à . Ainsi :

 

4.4.2                 Définition de la fonction réciproque du sinus hyperbolique

Définition :

La fonction réciproque du sinus hyperbolique se note  et se définit par :

 pour tout

 

 est une fonction continue, croissante et bijective de  sur .

 

Expression logarithmique de

De la définition précédente, il vient . Si on pose , alors , ce qui conduit par résolution de cette équation du second degré à . Ainsi :

 

4.4.3                 Définition de la fonction réciproque de la tangente hyperbolique

Définition :

La fonction réciproque du tangente hyperbolique se note  et se définit par :

 

 

Expression logarithmique de

Par une démarche analogue aux précédente, on obtient :