Question Number 197794 by universe last updated on 28/Sep/23
$$\:\:\:\:\mathrm{if}\:\mathrm{x}\:\:\:=\:\:\:\mathrm{log}\:\mathrm{tan}\left(\frac{\pi}{\mathrm{4}}+\frac{\mathrm{y}}{\mathrm{2}}\right),\:\:\mathrm{prove}\:\mathrm{that} \\ $$$$\:\:\:\:\:\mathrm{y}\:\:\:\:=\:\:\:−{i}\mathrm{log}\:\mathrm{tan}\left(\frac{{ix}}{\mathrm{2}}\:+\:\frac{\pi}{\mathrm{4}}\right)\:\:\:\:\:\mathrm{here}\:{i}\:\:=\:\sqrt{−\mathrm{1}} \\ $$
Answered by Frix last updated on 29/Sep/23
$${x}=\mathrm{ln}\:\mathrm{tan}\:\frac{\mathrm{2}{y}+\pi}{\mathrm{4}}\:\Leftrightarrow\:{y}=−\frac{\pi}{\mathrm{2}}+\mathrm{2tan}^{−\mathrm{1}} \:\mathrm{e}^{{x}} \\ $$$$−\frac{\pi}{\mathrm{2}}+\mathrm{2tan}^{−\mathrm{1}} \:\mathrm{e}^{{x}} \:=−\mathrm{i}\:\mathrm{ln}\:\mathrm{tan}\:\frac{\pi+\mathrm{2i}{x}}{\mathrm{4}} \\ $$$$\left(−\frac{\pi}{\mathrm{2}}+\mathrm{2tan}^{−\mathrm{1}} \:\mathrm{e}^{{x}} \right)\mathrm{i}=\mathrm{ln}\:\mathrm{tan}\:\frac{\pi+\mathrm{2i}{x}}{\mathrm{4}} \\ $$$$\mathrm{e}^{\left(−\frac{\pi}{\mathrm{2}}+\mathrm{2tan}^{−\mathrm{1}} \:\mathrm{e}^{{x}} \right)\mathrm{i}} =\mathrm{tan}\:\frac{\pi+\mathrm{2i}{x}}{\mathrm{4}} \\ $$$$\mathrm{sin}\:\left(\mathrm{2tan}^{−\mathrm{1}} \:\mathrm{e}^{{x}} \right)\:−\mathrm{i}\:\mathrm{cos}\:\left(\mathrm{2tan}^{−\mathrm{1}} \:\mathrm{e}^{{x}} \right)\:=\mathrm{tan}\:\frac{\pi+\mathrm{2i}{x}}{\mathrm{4}} \\ $$$$\frac{\mathrm{2e}^{{x}} }{\mathrm{e}^{\mathrm{2}{x}} +\mathrm{1}}+\frac{\mathrm{e}^{\mathrm{2}{x}} −\mathrm{1}}{\mathrm{e}^{\mathrm{2}{x}} +\mathrm{1}}\mathrm{i}=\mathrm{tan}\:\frac{\pi+\mathrm{2i}{x}}{\mathrm{4}} \\ $$$$\frac{\mathrm{1}}{\mathrm{cosh}\:{x}}+\mathrm{i}\:\mathrm{tanh}\:{x}\:=\mathrm{tan}\:\frac{\pi+\mathrm{2i}{x}}{\mathrm{4}} \\ $$$$\:\:\:\:\:\mathrm{tan}\:\left({a}+{b}\mathrm{i}\right)\:=\frac{\mathrm{2e}^{\mathrm{2}{b}} \mathrm{sin}\:\mathrm{2}{a}\:+\left(\mathrm{e}^{\mathrm{4}{b}} −\mathrm{1}\right)\mathrm{i}}{\mathrm{e}^{\mathrm{4}{b}} +\mathrm{2e}^{\mathrm{2}{b}} \mathrm{cos}\:\mathrm{2}{a}\:+\mathrm{1}}\:\overset{{a}=\frac{\pi}{\mathrm{4}}} {=} \\ $$$$\:\:\:\:\:=\frac{\mathrm{1}}{\mathrm{cosh}\:\mathrm{2}{b}}+\mathrm{i}\:\mathrm{tanh}\:\mathrm{2}{b}\:\overset{{b}=\frac{{x}}{\mathrm{2}}} {=} \\ $$$$\:\:\:\:\:=\frac{\mathrm{1}}{\mathrm{cosh}\:{x}}+\mathrm{i}\:\mathrm{tanh}\:{x} \\ $$