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Areasekans hyperbolicus

Areasekans hyperbolicus (abgekürzt: $\arsech$, $\asech$; manchmal auch $\sech^{-1}$) gehört zu den Areafunktionen und ist die Umkehrfunktion von Sekans hyperbolicus.

Definition

Die Funktion $\arsech$ lässt sich für alle reellen Zahlen $x \in \R$ mit $0 \lt x \leq 1$ durch die folgende Formel ausdrücken:

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

Hierbei ist $\ln$ der natürliche Logarithmus.

Funktionsgraph

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Graph der Areasekans hyperbolicus Funktion $\arsech(x)$

Eigenschaften

Definitionsbereich
  • $0 \lt x \leq 1$
Wertebereich
  • $0 \leq \arsech(x) \lt \infty$
Periodizität
  • keine
Monotonie
  • streng monoton fallend
Krümmung
  • streng konvex für $0 \lt x \lt \frac{\sqrt{2}}{2}$
  • streng konkav für $\frac{\sqrt{2}}{2} \lt x \lt 1$
Symmetrien
  • keine
Asymptoten
  • $y$-Achse als senkrechte Asymptote für $x \rightarrow 0$
Nullstellen
  • $x_0 = 1$
Sprungstellen
  • keine
Polstellen
  • $x_0 =0 $
Extrema
  • keine
Wendepunkte
  • $x_0 = \frac{\sqrt{2}}{2}$

Ableitung

Die Ableitung von Areasekans hyperbolicus lautet:

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

Herleitung der Formeln

Stammfunktion

Die Stammfunktion von Areasekans hyperbolicus lautet:

\[ \int{\arsech(x)\ dx} = x \cdot \arsech(x) - \arctan\left( \sqrt{\frac{1}{x^2} - 1} \right) {\color{lightgray}{} + \mathcal{C}} \]

Herleitung der Formeln

Reihenentwicklung

Die Reihenentwicklung von Areasekans hyperbolicus ist

\[ \text{TODO} \]

Herleitung der Formeln

Identitäten