المرجع الالكتروني للمعلوماتية
المرجع الألكتروني للمعلوماتية

الرياضيات
عدد المواضيع في هذا القسم 9761 موضوعاً
تاريخ الرياضيات
الرياضيات المتقطعة
الجبر
الهندسة
المعادلات التفاضلية و التكاملية
التحليل
علماء الرياضيات

Untitled Document
أبحث عن شيء أخر المرجع الالكتروني للمعلوماتية


Generalized Hyperbolic Functions  
  
1530   11:18 صباحاً   date: 3-6-2019
Author : Kaufman, H.
Book or Source : "A Biographical Note on the Higher Sine Functions." Scripta Math. 28
Page and Part : ...


Read More
Date: 4-9-2019 1432
Date: 29-9-2018 1764
Date: 25-3-2019 1458

Generalized Hyperbolic Functions

 

In 1757, V. Riccati first recorded the generalizations of the hyperbolic functions defined by

 F_(n,r)^alpha(x)=sum_(k=0)^infty(alpha^k)/((nk+r)!)x^(nk+r),

(1)

for r=0, ..., n-1, where alpha is complex, with the value at x=0 defined by

 F_(n,0)^alpha(0)=1.

(2)

This is called the alpha-hyperbolic function of order n of the rth kind. The functions F_(n,r)^alpha satisfy

 f^((k))(x)=alphaf(x),

(3)

where

 f^((k))(0)={0   k!=r, 0<=k<=n-1,; 1   k=r.

(4)

In addition,

 d/(dx)F_(n,r)^alpha(x)={F_(n,r-1)^alpha(x)   for 0<r<=n-1; alphaF_(n,n-1)^alpha(x)   for r=0.

(5)

The functions give a generalized Euler formula

 e^(RadicalBox[alpha, n])=sum_(r=0)^(n-1)(RadicalBox[alpha, n])^rF_(n,r)^alpha(x).

(6)

Since there are n nth roots of alpha, this gives a system of n linear equations. Solving for F_(n,r)^alpha gives

 F_(n,r)^alpha(x)=1/n(RadicalBox[alpha, n])^(-r)sum_(k=0)^(n-1)omega_n^(-rk)exp(omega_n^kRadicalBox[alpha, n]x),

(7)

where

 omega_n=exp((2pii)/n)

(8)

is a primitive root of unity.

The Laplace transform is

 int_0^inftye^(-st)F_(n,r)^alpha(at)dt=(s^(n-r-1)a^r)/(s^n-alphaa^n).

(9)

The generalized hyperbolic function is also related to the Mittag-Leffler function E_n(x) by

F_(n,0)^1(x) = E_n(x^n)

(10)

= sum_(k=0)^(infty)(x^(kn))/((kn)!).

(11)

The values n=1 and n=2 give the exponential and circular/hyperbolic functions (depending on the sign of alpha), respectively.

F_(1,r)^alpha(x) = (e^(alphax)x^r)/((xalpha)^r)(Gamma(r)-Gamma(r,alphax))/(Gamma(r))

(12)

F_(2,r)^alpha(x) = (x^r)/(r!)_1F_2(1;1/2(1+r),1+1/2r;1/4alphax^2).

(13)

In particular

F_(1,0)^alpha(x) = e^(alphax)

(14)

F_(2,0)^alpha(x) = cosh(sqrt(alpha)x)

(15)

F_(2,1)^alpha(x) = (sinh(sqrt(alpha)x))/(sqrt(alpha)).

(16)

For alpha=1, the first few functions are

F_(1,0)^1(x) = e^x

(17)

F_(2,0)^1(x) = coshx

(18)

F_(2,1)^1(x) = sinhx

(19)

F_(3,0)^1(x) = 1/3[e^x+2e^(-x/2)cos(1/2sqrt(3)x)]

(20)

F_(3,1)^1(x) = 1/3[e^x+2e^(-x/2)cos(1/2sqrt(3)x+1/3pi)]

(21)

F_(3,2)^1(x) = 1/3[e^x+2e^(-x/2)cos(1/2sqrt(3)x-1/3pi)]

(22)

F_(4,0)^1(x) = 1/2(coshx+cosx)

(23)

F_(4,1)^1(x) = 1/2(sinhx+sinx)

(24)

F_(4,2)^1(x) = 1/2(coshx-cosx)

(25)

F_(4,3)^1(x) = 1/2(sinhx-sinx).

(26)


REFERENCES:

Kaufman, H. "A Biographical Note on the Higher Sine Functions." Scripta Math. 28, 29-36, 1967.

Muldoon, M. E. and Ungar, A. A. "Beyond Sin and Cos." Math. Mag. 69, 3-14, 1996.

Petkovšek, M.; Wilf, H. S.; and Zeilberger, D. A=B. Wellesley, MA: A K Peters, 1996. http://www.cis.upenn.edu/~wilf/AeqB.html.

Ungar, A. "Generalized Hyperbolic Functions." Amer. Math. Monthly 89, 688-691, 1982.

Ungar, A. "Higher Order Alpha-Hyperbolic Functions." Indian J. Pure. Appl. Math. 15, 301-304, 1984.




الجبر أحد الفروع الرئيسية في الرياضيات، حيث إن التمكن من الرياضيات يعتمد على الفهم السليم للجبر. ويستخدم المهندسون والعلماء الجبر يومياً، وتعول المشاريع التجارية والصناعية على الجبر لحل الكثير من المعضلات التي تتعرض لها. ونظراً لأهمية الجبر في الحياة العصرية فإنه يدرّس في المدارس والجامعات في جميع أنحاء العالم. ويُعجب الكثير من الدارسين للجبر بقدرته وفائدته الكبيرتين، إذ باستخدام الجبر يمكن للمرء أن يحل كثيرًا من المسائل التي يتعذر حلها باستخدام الحساب فقط.وجاء اسمه من كتاب عالم الرياضيات والفلك والرحالة محمد بن موسى الخورازمي.


يعتبر علم المثلثات Trigonometry علماً عربياً ، فرياضيو العرب فضلوا علم المثلثات عن علم الفلك كأنهما علمين متداخلين ، ونظموه تنظيماً فيه لكثير من الدقة ، وقد كان اليونان يستعملون وتر CORDE ضعف القوسي قياس الزوايا ، فاستعاض رياضيو العرب عن الوتر بالجيب SINUS فأنت هذه الاستعاضة إلى تسهيل كثير من الاعمال الرياضية.

تعتبر المعادلات التفاضلية خير وسيلة لوصف معظم المـسائل الهندسـية والرياضـية والعلمية على حد سواء، إذ يتضح ذلك جليا في وصف عمليات انتقال الحرارة، جريان الموائـع، الحركة الموجية، الدوائر الإلكترونية فضلاً عن استخدامها في مسائل الهياكل الإنشائية والوصف الرياضي للتفاعلات الكيميائية.
ففي في الرياضيات, يطلق اسم المعادلات التفاضلية على المعادلات التي تحوي مشتقات و تفاضلات لبعض الدوال الرياضية و تظهر فيها بشكل متغيرات المعادلة . و يكون الهدف من حل هذه المعادلات هو إيجاد هذه الدوال الرياضية التي تحقق مشتقات هذه المعادلات.