C 库 - catanh() 函数
C complex 库中的 catanh() 函数用于计算复数反双曲正切,即 z 的反双曲正切,其分支线位于实轴区间 [1,+1] 之外。它使得函数对于实轴上不在此区间内的任何复数 z 都连续且单值化。
反双曲正切 (atanh) z 定义为: atanh(z) = 1/2ln(1+z/1-z)
此函数取决于 z 的类型。如果 z 是"float"类型,我们使用 catanhf() 计算反双曲正切;对于 long double 类型,使用 catanhl();对于 double 类型,使用 catanh()。
语法
以下是 catanh() 函数的 C 库语法 -
double complex catanh( double complex z );
参数
此函数接受单个参数 -
-
Z - 它表示一个复数,我们要计算其反正切值 (atanh)。
返回值
此函数返回 z 的复数反双曲正切值,该值位于沿实轴无界的半带内,虚轴始终位于 [iπ/2, +iπ/2] 之间。
示例 1
以下是一个简单的 C 程序,用于演示如何对复数使用 catanh()。
#include <stdio.h> #include <complex.h> #include <math.h> int main() { // 定义 z double complex z = 0.5 + 0.5*I; // 计算 z 的复数反双曲正切 double complex res= catanh(z); // 显示结果 printf("catanh(%.2f + %.2fi) = %.2f + %.2fi", creal(z), cimag(z), creal(res), cimag(res)); return 0; }
输出
以下是输出 -
catanh(0.50 + 0.50i) = 0.40 + 0.55i
示例 2
我们来看另一个示例,使用 catanh() 函数计算实轴的反双曲正切。
#include <stdio.h> #include <math.h> #include <complex.h> int main(void) { // real axis double complex z = catanh(1); printf("tanh(1+0i) = %.2f+%.2fi ", creal(z), cimag(z)); }
输出
以下是输出 -
tanh(1+0i) = inf+0.00i
示例 3
以下程序计算复数虚线的反双曲正切 (atanh) 和双曲正切 (tanh),然后比较结果是否相同。
#include <complex.h> #include <stdio.h> #include <math.h> int main() { double complex z = 0.0 + 1.0*I; double complex atanh = catanh(z); double complex tanh = ctanh(z); printf("catanh(%.1fi) = %.2f + %.2fi", cimag(z), creal(atanh), cimag(atanh)); printf("ctanh(%.1fi) = %.2f + %.2fi", cimag(z), creal(tanh), cimag(tanh)); if (cabs(atanh) == cabs(tanh)) { printf("The arc hyperbolic tangent and hyperbolic tangent of the imaginary line are approximately the same."); } else { printf("The arc hyperbolic tangent and hyperbolic tangent of the imaginary line are different."); } return 0; }
输出
以下是输出 -
catanh(1.0i) = 0.00 + 1.56i ctan(1.0i) = 0.00 + 0.76i The hyperbolic tangent and tangent of the imaginary line are different.