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Areakosinus hyperbolicus

Areakosinus hyperbolicus (abgekürzt: $\arcosh$, $\acosh$; manchmal auch $\cosh^{-1}$) gehört zu den Areafunktionen und ist die Umkehrfunktion von Kosinus hyperbolicus.

Definition

Die Funktion $\arcosh$ lässt sich für alle reellen Zahlen $x \in \R$ mit $x \geq 1$ durch die folgende Formel ausdrücken:

\[ \arcosh(x) := \ln{\left( x + \sqrt{x^2-1} \right)} \]

Hierbei ist $\ln$ der natürliche Logarithmus.

Funktionsgraph

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Graph der Areakosinus hyperbolicus Funktion $\arcosh(x)$

Eigenschaften

Definitionsbereich
  • $1 \lt x \lt \infty$
Wertebereich
  • $0 \leq \arcosh(x) \lt \infty$
Periodizität
  • keine
Monotonie
  • streng monoton steigend
Krümmung
  • streng konkav
Symmetrien
  • keine
Asymptoten
  • $f(x) \rightarrow \ln(2x)$ für $x \rightarrow \infty$
Nullstellen
  • $x_0 = 1$
Sprungstellen
  • keine
Polstellen
  • keine
Extrema
  • keine
Wendepunkte
  • keine

Ableitung

Die Ableitung von Areakosinus hyperbolicus lautet:

\[ \Bigl[ \arcosh(x) \Bigr]' = \frac{d}{dx} \arcosh(x) = \frac{1}{\sqrt{x^2-1}} \]

Herleitung der Formeln

Stammfunktion

Die Stammfunktion von Areakosinus hyperbolicus lautet:

\begin{align*} \int{\arcosh(x)\ dx} &= x \cdot \arcosh(x) - \sqrt{x^2 - 1} {\color{lightgray}{} + \mathcal{C}} \\[0.75em] \int{\arcosh^n(x)\ dx} &= x \cdot \arcosh^n(x) - n \cdot \sqrt{x^2 - 1} \cdot \arcosh^{n-1}(x) + n \cdot (n-1) \cdot \int{\arcosh^{n-2}(x)\ dx} {\color{lightgray}{} + \mathcal{C}} \end{align*}

Herleitung der Formeln

Reihenentwicklung

Die Reihenentwicklung von Areakosinus hyperbolicus ist

\[ \text{TODO} \]

Herleitung der Formeln

Identitäten