反三角函數

反三角函數

數學名詞
Inverseofthetrigonometricfunctions(反三角函數)Inverseofthetrigonometricfunctions(反三角函數)是一種數學術語,為限制反三角函數為單值函數。反三角函數并不能狹義的理解為三角函數的反函數,是個多值函數。為限制反三角函數為單值函數,将反正弦函數的值y限在-π/2≤y≤π/2,将y作為反正弦函數的主值,記為y=arcsinx;相應地,反餘弦函數y=arccosx的主值限在0≤y≤π;反正切函數y=arctanx的主值限在-π/2
  • 中文名:反三角函數
  • 外文名:Inverseofthetrigonometricfunctions
  • 别名:
  • 表達式:
  • 提出者:
  • 适用領域:
  • 分類:反正弦,反餘弦,反正切,反餘切
  • 函數等級:初等

英文名稱

Inverseofthetrigonometricfunctions(反三角函數)

數學術語

為限制反三角函數為單值函數,将反正弦函數的值y限在-π/2≤y≤π/2,将y作為反正弦函數的主值,記為y=arcsinx;相應地,反餘弦函數y=arccosx的主值限在0≤y≤π;反正切函數y=arctanx的主值限在-π/2

反三角函數實際上并不能叫做函數,因為它并不滿足一個自變量對應一個函數值的要求,其圖像與其原函數關于函數y=x對稱。其概念首先由歐拉提出,并且首先使用了【arc+函數名】的形式表示反三角函數,而不是f-1(x)。

⑴正弦函數y=sinx在[-π/2,π/2]上的反函數,叫做反正弦函數。arcsinx表示一個正弦值為x的角,該角的範圍在[-π/2,π/2]區間内。【圖中紅線】

⑵餘弦函數y=cosx在[0,π]上的反函數,叫做反餘弦函數。arccosx表示一個餘弦值為x的角,該角的範圍在[0,π]區間内。【圖中藍線】

⑶正切函數y=tanx在(-π/2,π/2)上的反函數,叫做反正切函數。arctanx表示一個正切值為x的角,該角的範圍在(-π/2,π/2)區間内。【圖中綠線】

注釋:【圖的畫法根據反函數的性質即:反函數圖像關于y=x對稱】

反三角函數主要是三個:

y=arcsin(x),定義域[-1,1],值域[-π/2,π/2]圖象用深紅色線條;

y=arccos(x),定義域[-1,1],值域[0,π],圖象用深藍色線條;

y=arctan(x),定義域(-∞,+∞),值域(-π/2,π/2),圖象用淺綠色線條;

y=arccot(x),定義域(-∞,+∞),值域(0,π),暫無圖象;

sin(arcsinx)=x,定義域[-1,1],值域[-1,1]arcsin(-x)=-arcsinx

證明方法如下:設arcsin(x)=y,則sin(y)=x,将這兩個式子代入上式即可得

其他幾個用類似方法可得

cos(arccosx)=x,arccos(-x)=π-arccosx

tan(arctanx)=x,arctan(-x)=-arctanx

公式

反三角函數其他公式:

cos(arcsinx)=√(1-x^2)

arcsin(-x)=-arcsinx

arccos(-x)=π-arccosx

arctan(-x)=-arctanx

arccot(-x)=π-arccotx

arcsinx+arccosx=π/2=arctanx+arccotx

sin(arcsinx)=cos(arccosx)=tan(arctanx)=cot(arccotx)=x

arcsinx=x+x^3/(2*3)+(1*3)x^5/(2*4*5)+1*3*5(x^7)/(2*4*6*7)……+(2k+1)!!*x^(2k-1)/(2k!!*(2k+1))+……(|x|<1)!!表示雙階乘

arccosx=π-(x+x^3/(2*3)+(1*3)x^5/(2*4*5)+1*3*5(x^7)/(2*4*6*7)……)(|x|<1)

arctanx=x-x^3/3+x^5/5-……

舉例

當x∈[-π/2,π/2]有arcsin(sinx)=x

x∈[0,π],arccos(cosx)=x

x∈(-π/2,π/2),arctan(tanx)=

x∈(0,π),arccot(cotx)=x

x>0,arctanx=π/2-arctan1/x,arccotx類似

若(arctanx+arctany)∈(-π/2,π/2),則arctanx+arctany=arctan((x+y)/(1-xy))

例如,arcsinχ表示角α,滿足α∈[-π/2,π/2]且sinα=χ;arccos(-4/5)表示角β,滿足β∈[0,π]且cosβ=-4/5;arctan2表示角φ,滿足φ∈(-π/2,π/2)且tanφ=2

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