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余切


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余切函数 cotz 是由以下定义的函数:

cotz=1/(tanz)
(1)
=(i(e^(iz)+e^(-iz)))/(e^(iz)-e^(-iz))
(2)
=(i(e^(2iz)+1))/(e^(2iz)-1),
(3)

其中 tanz正切。余切在 Wolfram 语言中被实现为Cot[z].

符号 ctnz (Erdélyi et al. 1981, p. 7; Jeffrey 2000, p. 111) 和 ctgz (Gradshteyn and Ryzhik 2000, p. xxix) 有时被用来代替 cotz。请注意,余切在欧洲的使用不如 sinzcosztanz 那么广泛,尽管它确实明确地出现在各种德语和俄语手册中(例如,Gradshteyn 和 2000 年,第 28 页)。有趣的是,cotz 在大多数表格中与其它三角函数被同等对待(Gellert et al. 1989, p. 222; Gradshteyn and Ryzhik 2000, p. 28),而 seczcscz 有时则不是(Gradshteyn and Ryzhik 2000, p. 28)。

一个连接余切和余割的重要恒等式由下式给出

 1+cot^2theta=csc^2theta.
(4)

余切的最小实不动点 x 满足 cotx=x 在 0.8603335890... (OEIS A069855; Bertrand 1865, p. 285)。

导数由下式给出

 d/(dz)cotz=-csc^2z
(5)

不定积分由下式给出

 intcotzdz=ln(sinz)+C,
(6)

其中 C 是一个积分常数

定积分包括

int_(pi/4)^(pi/2)cotxdx=1/2ln2
(7)
int_0^(pi/4)ln(cotx)dx=K
(8)
int_0^(pi/4)xcotxdx=1/8(piln2+4K)
(9)
int_0^(pi/2)xcotxdx=1/2piln2
(10)
int_(pi/4)^(pi/2)xcotxdx=1/8(3piln2-4K)
(11)
int_0^(pi/4)x^2cotxdx=1/(64)[16piK+2pi^2ln2-34zeta(3)]
(12)
int_0^(pi/2)x^2cotxdx=1/8[2pi^2ln2-7zeta(3)],
(13)

其中 K卡塔兰常数ln2 是 2 的自然对数zeta(3)Apéry 常数。积分 (9) 和 (10) 由 Glaisher (1893) 考虑。 其它积分包括

 int_0^(pi/4)cot^nxdx=1/4[psi_0(1/4(3-n))-psi_0(1/4(1-n))]
(14)

对于 R[n]<1,其中 psi_0(z)双伽玛函数,并且

 int_0^(pi/2)cot^nxdx=1/2pisec[1/2(pin)]
(15)

对于 -1<R[n]<1

洛朗级数 cotz 关于原点

cotz=1/z-1/3z-1/(45)z^3-2/(945)z^5-1/(4725)z^7-...
(16)
=sum_(n=0)^(infty)((-1)^n2^(2n)B_(2n))/((2n)!)z^(2n-1)
(17)

(OEIS A002431A036278),其中 B_n伯努利数

一个关于余切的漂亮的求和恒等式由下式给出

 picot(piz)=1/z+2zsum_(n=1)^infty1/(z^2-n^2).
(18)

对于整数 n>=3cot(pi/n) 仅当 n=4 时为有理数。 特别地,cot(pi/n) 对于 n=2, 3, ... 的代数次数为 1, 2, 1, 4, 2, 6, 2, 6, 4, 10, 2, ... (OEIS A089929)。


另请参阅

双曲余切, 反余切, 莱梅尔常数, 正切

相关 Wolfram 站点

http://functions.wolfram.com/ElementaryFunctions/Cot/

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参考文献

Abramowitz, M. 和 Stegun, I. A. (编辑). "Circular Functions." §4.3 in Handbook of Mathematical Functions with Formulas, Graphs, and Mathematical Tables, 9th printing. New York: Dover, pp. 71-79, 1972.Bertrand, J. Exercise II in Traité d'alg bre, Vols. 1-2, 4th ed. Paris, France: Librairie de L. Hachette et Cie, p. 285, 1865.Beyer, W. H. CRC Standard Mathematical Tables, 28th ed. Boca Raton, FL: CRC Press, p. 215, 1987.Erdélyi, A.; Magnus, W.; Oberhettinger, F.; 和 Tricomi, F. G. Higher Transcendental Functions, Vol. 1. New York: Krieger, p. 6, 1981.Gellert, W.; Gottwald, S.; Hellwich, M.; Kästner, H.; 和 Künstner, H. (编辑). VNR Concise Encyclopedia of Mathematics, 2nd ed. New York: Van Nostrand Reinhold, 1989.Glaisher, J. W. L. "On Certain Numerical Products in which the Exponents Depend Upon the Numbers." Messenger Math. 23, 145-175, 1893.Gradshteyn, I. S. 和 Ryzhik, I. M. Tables of Integrals, Series, and Products, 6th ed. San Diego, CA: Academic Press, 2000.Jeffrey, A. "Trigonometric Identities." §2.4 in Handbook of Mathematical Formulas and Integrals, 2nd ed. Orlando, FL: Academic Press, pp. 111-117, 2000.Sloane, N. J. A. Sequences A002431/M0124, A036278, A069855, 和 A089929 in "The On-Line Encyclopedia of Integer Sequences."Spanier, J. 和 Oldham, K. B. "The Tangent tan(x) and Cotangent cot(x) Functions." Ch. 34 in An Atlas of Functions. Washington, DC: Hemisphere, pp. 319-330, 1987.Tropfke, J. Teil IB, §2. "Die Begriffe von Tangens und Kotangens eines Winkels." In Geschichte der Elementar-Mathematik in systematischer Darstellung mit besonderer Berücksichtigung der Fachwörter, fünfter Band, zweite aufl. Berlin and Leipzig, Germany: de Gruyter, pp. 23-28, 1923.Zwillinger, D. (编辑). "Trigonometric or Circular Functions." §6.1 in CRC Standard Mathematical Tables and Formulae. Boca Raton, FL: CRC Press, pp. 452-460, 1995.

在 Wolfram|Alpha 上被引用

余切

引用为

韦斯坦因,埃里克·W. "余切" 来自 MathWorld--Wolfram Web 资源。 https://mathworld.net.cn/Cotangent.html

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