Enunciado

Para cada uma das seguintes funções ( i ) dê uma definição como aquelas em ( 2 ), ( i i ) esboce o gráfico e ( i i i ) encontre uma fórmula similar à Equação 3 .

(a) c o s s e c h - 1

(b) s e c h - 1

(c)   c o t g h - 1

Passo 1

Fala meus queridos... nessa questão nós temos 3 funções hiperbólicas inversas que são:

c o s s e c h - 1

sech - 1 ⁡

c o t g h - 1

E nós vamos ter que fazer 3 coisas com essas funções.

1. Desinverter a função, isso é, se temos que y é igual a inversa de x , então temos que x é igual a função original de y .

y = f - 1 x

x = f ( y )

2. Esboçar o gráfico da inversa. Para isso, vamos usar um software de gráficos.

3. Encontrar uma fórmula para y . Para isso, vamos usar algumas relações para nos ajudar:

s e n h x + cosh ⁡ x = e x

,

cosh 2 ⁡ x - s e n h 2 x = 1

,

s e n h x = e x - e - x 2

E

cosh ⁡ x = e x + e - x 2

Passo 2

Na letra a), temos:

c o s s e c h 1

( i )

y = cossech - 1 ⁡ x  

cossech ⁡ y = x  

( i i )

( i i i )

cossech ⁡ y = x

cossech ⁡ y = 1 senh ⁡ y = x

senh ⁡ y = 1 x

Agora usando uma relação hiperbólica, temos que:

cosh 2 ⁡ y - senh 2 ⁡ y = 1  

cosh 2 ⁡ y = 1 + senh 2 ⁡ y

  cosh ⁡ y = 1 + senh 2 ⁡ y

Substituindo o que encontramos anteriormente:

cosh ⁡ y = 1 + 1 x 2

Então, pelo exercício 9 que nos diz que

senh ⁡ y + cosh ⁡ y = e y

1 x + 1 + 1 x 2 = e y

Trocando os lados e aplicando l n .

l n e y = ln ⁡ 1 x + 1 + 1 x 2

Logo:

y = ln ⁡ 1 x + 1 + 1 x 2

Passo 3

Item b:

( i )

y = cotgh - 1 ⁡ x   ⇔ cotgh ⁡ y = x

( i i )

( i i i )

cotgh ⁡ y = x

cotgh ⁡ y = 1 tgh ⁡ y = x

tgh ⁡ y = 1 x

1 x = tgh ⁡ y = senh ⁡ y cosh ⁡ y

1 x = e y - e - y 2 e y + e - y 2

1 x = e 2 y - 1 e 2 y + 1

1 x   e 2 y + 1 = e 2 y - 1

e 2 y x + 1 x = e 2 y - 1

e 2 y - e 2 y x = 1 x + 1

1 + 1 x = e 2 y ( 1 - 1 x )

e 2 y = 1 + 1 x 1 - 1 x

Aplicando l n dos dois lados.

2 y = ln ⁡ x + 1 x - 1

y = 1 2 ln ⁡ x + 1 x - 1

Passo 4

Item c:

( i )

y = sech - 1 ⁡ x   ⇔ sech ⁡ y = x

( i i )

( i i i )

sech ⁡ y = x

sech ⁡ y = 1 cos ⁡ y = x

cosh ⁡ y = 1 x

Usando uma relação hiperbólica, temos:

cosh 2 ⁡ y - senh 2 ⁡ y = 1  

senh 2 ⁡ y = cosh 2 ⁡ y - 1

  senh ⁡ y = cosh 2 ⁡ y - 1

senh ⁡ y = 1 x 2 - 1

Então, pelo exercício 9 que nos diz que

senh ⁡ y + cosh ⁡ y = e y = 1 x + 1 x 2 - 1

Logo:

y = ln ⁡ 1 x + 1 x 2 - 1

Resposta

Resolução nos Passos.

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Represente graficamente as equações dos Exercícios 9-58 seguindo os passos do procedimento para construção de gráficos da página 237. Inclua as coordenadas de quaisquer pontos extremos e absolutos loc
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