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Aufgabe:

beweise die folgende Identität:

artanh(x) = 1/2* ln( (1+x)/ 1−x ) für alle x ∈ ]−1, 1[
Hierbei ist der Area tangens hyperbolicus artanh : ]−1, 1[ → R die Umkehrfunktion des
Tangens hyperbolicus tanh : R → ]−1, 1[, tanh(x) = sinh(x)/ cosh(x)


es ist bekannt, dass sinh(x)/ cosh(x) = (ex-e-x)/(ex+e-x)

heißt das, dass man bei der linken seite y= (ex-e-x)/(ex+e-x) anfangen soll und solange umfomt bis man auf das Ergebnis x= 1/2* ln( (1+x)/ 1−x ) kommt?

könnte mir jemand weiterhelfen?

danke!

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1 Antwort

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Du löst also \(y= \frac{e^x-e^{-x}}{e^x+e^{-x}}\)  nach \(y\) auf:

\(y= \frac{e^x-e^{-x}}{e^x+e^{-x}} \quad \left.\right|\cdot\frac{e^x}{e^x}\)

\(\Leftrightarrow\)

\(y = \frac{e^{2x}-1}{e^{2x}+1} \quad \left.\right|\cdot \left(e^{2x}+1\right)\)

\(\Leftrightarrow\)

\(y \left( e^{2x}+1  \right) =e^{2x}-1 \quad \left.\right| +1 - ye^{2x}\)

\(\Leftrightarrow\)

\(1+y =e^{2x}\left(1-y\right) \quad \left.\right| \div \left(1-y\right)\)

\(\Leftrightarrow\)

\(\frac{1+y}{1-y} = e^{2x} \)

\(\Leftrightarrow\)

\(\frac 12\ln \frac{1+y}{1-y} = x \)

\(\Rightarrow\)

\(\operatorname{artanh}x = \frac 12\ln \frac{1+x}{1-x} \)

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Danke!

Genau so habe ich berechnet! Ist das so richtig?

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