\(x=\frac{e^{t}-e^{-t}}{2},y=\frac{e^{t}+e^{-t}}{2}\) とすると、
(1) \(\frac{dy}{dx}=\frac{\frac{dy}{dt}}{\frac{dx}{dt}}=\frac{\frac{e^{t}-e^{-t}}{2}}{\frac{e^{t}+e^{-t}}{2}}=\frac{e^{t}-e^{-t}}{e^{t}+e^{-t}}\)
(2) \(\frac{dy}{dx}=-\frac{1}{2}\) より、 \(\frac{e^{t}-e^{-t}}{e^{t}+e^{-t}}=-\frac{1}{2}\)
\(e^{2t}=\frac{1}{3}\)
∴ \(t=-\frac{1}{2}\log 3\)
\(\alpha =x=\frac{e^{-\frac{1}{2}\log 3}-e^{\frac{1}{2}\log 3}}{2}=-\frac{1}{\sqrt{3}}\)
\(\frac{dy}{dx}=\frac{1}{2}\) のときも同様にして、
\(\beta =x=\frac{e^{\frac{1}{2}\log 3}-e^{-\frac{1}{2}\log 3}}{2}=\frac{1}{\sqrt{3}}\)
(3)変数置換して、
\(\int _{-\frac{1}{\sqrt{3}}}^{\frac{1}{\sqrt{3}}}ydx=\int _{-\frac{1}{2}\log 3}^{\frac{1}{2}\log 3}\frac{e^{t}+e^{-t}}{2}\times \frac{e^{t}+e^{-t}}{2}dt\)
\(=\frac{1}{4}\int _{-\frac{1}{2}\log 3}^{\frac{1}{2}\log 3}(e^{2t}+2+e^{-2t})dt=\frac{1}{2}\log 3+\frac{2}{3}\)
※ハイパブリック・サイン、ハイパブリック・コサイン
ハイパブリック・タンジェントは、
\(\sinh x=\frac{e^{x}-e^{-x}}{2},\cosh x=\frac{e^{x}+e^{-x}}{2},\tanh x=\frac{e^{x}-e^{-x}}{e^{x}+e^{-x}}\)
と定義します。懸垂線を英語で、カテナリーと言います。