Понедельник, 14.07.2025, 20:26
Приветствую Вас Гость | RSS

Mathematical Encyclopedia

Меню сайту
Лічильник

Похідні обернених тригонометричних функцій

Зворотні тригонометричні функції (кругові функції, аркфункціі) - математичні функції, які є зворотні до тригометричних функцій. До зворотних тригонометричних функцій зазвичай відносять шість функцій:

  • арксинус (позначення: arcsin)
  • арккосинус (позначення: arccos)
  • арктангенс (позначення: arctg; в іноземній літературі arctan)
  • арккотангенс (позначення: arcctg; в іноземній літературі arccot ​​або arccotan)
  • арксеканс (позначення: arcsec)
  • арккосеканс (позначення: arccosec; в іноземній літературі arccsc)

Назва зворотної тригонометричної функції утворюється від назви відповідної їй тригонометричної функції додаванням приставки "арк-" (від лат. arc - Дуга). Це пов'язано з тим, що геометрично значення зворотний тригонометричної функції можна пов'язати з довжиною дуги одиничною кола (або кутом, стягує цю дугу), що відповідає тому чи іншому відрізку. Зрідка в іноземній літературі користуються позначеннями типу sin -1 для арксинуса і т. п.; це вважається не зовсім коректним, оскільки можлива плутанина зі зведенням функції в ступінь -1.



1. Основне співвідношення

\ Arcsin x + \ arccos x = \ frac {\ pi} {2}
\ Operatorname {arctg} \, x + \ operatorname {arcctg} \, x = \ frac {\ pi} {2}

2. Функція arcsin

Графік функції y = arcsin x .

Арксинус числа m називається таке значення кута x, для якого \ Sin x = m, \, - \ frac {\ pi} {2} \ leqslant x \ leqslant \ frac {\ pi} {2}, \, | m | \ leqslant 1.

Функція y = sin x безперервна і обмежена на всій своїй числової прямої. Функція y = arcsin x є строго зростаючій.

  • \ Sin (\ arcsin x) = x \ qquad при -1 \ Leqslant x \ leqslant 1,
  • \ Arcsin (\ sin y) = y \ qquad при - \ Frac {\ pi} {2} \ leqslant y \ leqslant \ frac {\ pi} {2},
  • D (\ arcsin x) = [-1; 1] \ qquad (Область визначення),
  • E (\ arcsin x) = \ left [- \ frac {\ pi} {2}; \ frac {\ pi} {2} \ right] \ qquad (Область значень).



2.1. Властивості функції arcsin


2.2. Отримання функції arcsin

Дана функція y = sin x. На всій своїй області визначення вона є кусочно-монотонною, і, значить, зворотна відповідність y = arcsin x функцією не є. Тому ми розглянемо відрізок, на якому вона строго зростає і приймає всі значення області значень - \ Left [- \ frac {\ pi} {2}; \ frac {\ pi} {2} \ right] . Так як для функції y = sin x на інтервалі \ Left [- \ frac {\ pi} {2}; \ frac {\ pi} {2} \ right] кожному значенню аргументу відповідає єдине значення функції, то на цьому відрізку існує зворотна функця y = arcsin x, графік якої симетричний графіку функції y = sin x на відрізку \ Left [- \ frac {\ pi} {2}; \ frac {\ pi} {2} \ right] щодо прямої y = x.


3. Функція arccos

Графік функції y = arccos x .

Арккосинус числа m називається таке значення кута x, для якого \ Cos x = m, \ qquad 0 \ leqslant x \ leqslant \ pi, | m | \ leqslant 1.

Функція y = cos x безперервна і на всій своїй числової прямої. Функція y = arccos x є строго спадною.

  • cos (arccos x) = x при -1 \ Leqslant x \ leqslant 1,
  • arccos (cos y) = y при 0 \ leqslant y \ leqslant \ pi.
  • D (arccos x) = [- 1; 1], (Область визначення),
  • E (arccos x) = [0; π]. (Область значень).

3.1. Властивості функції arccos

  • \ Arccos (-x) = \ pi - \ arccos x \, (Функція центрально-симетрична відносно точки \ Left (0; \ frac {\ pi} {2} \ right).
  • \ Arccos x> 0 \, при -1 \ Leqslant x <1.
  • \ Arccos x = 0 \, при x = 1. \,
  • \ Arccos x = \ left \ {\ begin {matrix} \ arcsin \ sqrt {1-x ^ 2}, \ qquad 0 \ leqslant x \ leqslant 1 \ \ \ pi-\ arcsin \ sqrt {1-x ^ 2} , \ qquad -1 \ leqslant x \ leqslant 0 \ end {matrix} \ right.
  • \ Arccos x = \ left \ {\ begin {matrix} \ operatorname {arctg} \, \ frac {\ sqrt {1-x ^ 2}} {x}, \ qquad 0 <x \ leqslant 1 \ \ \ pi + \ operatorname {arctg} \, \ frac {\ sqrt {1-x ^ 2}} {x}, \ qquad -1 \ leqslant x <0 \ end {matrix} \ right.
  • \ Arccos x = 2 \ arcsin \ sqrt \ frac {1-x} {2}
  • \ Arccos x = 2 \ arccos \ sqrt \ frac {1 + x} {2}
  • \ Arccos x = 2 \ operatorname {arctg} \ sqrt \ frac {1-x} {1 + x}

3.2. Отримання функції arccos

Дана функція y = cos x. На всій своїй області визначення вона є кусочно-монотонної, і, значить, зворотне відповідність y = arccos x функцією не є. Тому ми розглянемо відрізок, на якому вона строго убуває і приймає всі свої значення - [0; π]. На цьому відрізку y = cos x строго монотонно убуває і приймає всі свої значення тільки один раз, а значить, на відрізку [0; π] існує зворотна функція y = arccos x, графік якої симетричний графіком y = cos x на відрізку [0; π] щодо прямої y = x.


4. Функція arctg

Графік функції y = \ operatorname {arctg} \, x .

Арктангенс числа m називається таке значення кута α , Для якого \ Operatorname {tg} \, \ alpha = m, \ qquad - \ frac {\ pi} {2} <\ alpha <\ frac {\ pi} {2}.

Функція y = \ operatorname {arctg} x безперервна і обмежена на всій своїй числової прямої. Функція y = \ operatorname {arctg} x є строго зростаючій.

  • \ Operatorname {tg} \, (\ operatorname {arctg} \, x) = x при x \ in \ mathbb R,
  • \ Operatorname {arctg} \, (\ operatorname {tg} \, y) = y при - \ Frac {\ pi} {2} <y <\ frac {\ pi} {2},
  • D (\ operatorname {arctg} \, x) = (- \ infty; \ infty),
  • E (\ operatorname {arctg} \, x) = \ left (- \ frac {\ pi} {2}; \ frac {\ pi} {2} \ right)



4.1. Властивості функції arctg

  • \ Operatorname {arctg} x = \ arcsin \ frac {x} {\ sqrt {1 + x ^ 2}}


  • \ Operatorname {arctg} x = \ arccos \ frac {1} {\ sqrt {1 + x ^ 2}}

4.2. Отримання функції arctg

Дана функція y = \ operatorname {tg} \, x. На всій своїй області визначення вона є кусочно-монотонної, і, значить, зворотне відповідність y = \ operatorname {arctg} \, x функцією не є. Тому розглянемо відрізок, на якому вона строго зростає і приймає всі свої значення тільки один раз - \ Left (- \ frac {\ pi} {2}; \ frac {\ pi} {2} \ right). На цьому відрізку y = \ operatorname {tg} \, x строго монотонно зростає і приймає всі свої значення тільки один раз, отже, на інтервалі \ Left (- \ frac {\ pi} {2}; \ frac {\ pi} {2} \ right) існує зворотна y = \ operatorname {arctg} \, x , Графік якої симетричний графіком y = \ operatorname {tg} \, x на відрізку \ Left (- \ frac {\ pi} {2}; \ frac {\ pi} {2} \ right) щодо прямої y = x.


5. Функція arcctg

Графік функції y = arcctg x

Арккотангенс числа m називається таке значення кута x, для якого \ Operatorname {ctg} \, x = m, \ qquad 0 <x <\ pi.

Функція y = \ operatorname {arcctg} \, x безперервна і обмежена на всій своїй числової прямої. Функція y = \ operatorname {arcctg} \, x є строго спадною.

  • \ Operatorname {ctg} \, (\ operatorname {arcctg} \, x) = x при x \ in \ mathbb R,
  • \ Operatorname {arcctg} \, (\ operatorname {ctg} \, y) = y при 0 <π,
  • D (\ operatorname {arcctg} \, x) = (- \ infty; \ infty),
  • E (\ operatorname {arcctg} \, x) = (0; \ pi).

5.1. Властивості функції arcctg

  • \ Operatorname {arcctg} \, (-x) = \ pi - \ operatorname {arcctg} \, x (Графік функції центрально-симетричний відносно точки \ Left (0; \ frac {\ pi} {2} \ right).
  • \ Operatorname {arcctg} \, x> 0 при будь-яких x.
  • \ Operatorname {arcctg} \, x = \ left \ {\ begin {matrix} \ arcsin \ frac {1} {\ sqrt {1 + x ^ 2}}, \ qquad x \ geqslant 0 \ \ \ pi-\ arcsin \ frac {1} {\ sqrt {1 + x ^ 2}}, \ qquad x \ leqslant 0 \ end {matrix} \ right.

5.2. Отримання функції arcctg

Дана функція y = \ operatorname {ctg} \, x . На всій своїй області визначення вона є кусочно-монотонної, і, значить, зворотне відповідність y = \ operatorname {arcctg} \, x функцією не є. Тому розглянемо відрізок, на якому вона строго убуває і приймає всі свої значення тільки один раз - (0; π) . На цьому відрізку y = \ operatorname {ctg} \, x строго убуває і приймає всі свої значення тільки один раз, отже, на інтервалі (0; π) існує зворотна функція y = \ operatorname {arcctg} \, x , Графік якої симетричний графіком y = \ operatorname {ctg} \, x на відрізку (0; π) щодо прямої y = x. Графік симетричний до арктангенс


6. Функція arcsec

\ Mathop {\ operatorname {arcsec}} \, (x) \, = \ operatorname {arccos} \ left (\ frac {1} {x} \ right) \,

7. Функція arccosec

\ Mathop {\ operatorname {arccosec}} \, (x) \, = \ operatorname {arcsin} \ left (\ frac {1} {x} \ right) \,

8. Похідні від обернених тригонометричних функцій

(\ Arcsin x) '= \ frac {1} {\ sqrt {1-x ^ 2}}.
(\ Arccos x) '= \ frac {-1} {\ sqrt {1-x ^ 2}}.
(\ Operatorname {arctg} \, x) '= \ frac {1} {\ 1 + x ^ 2}.
(\ Operatorname {arcctg} \, x) '= - \ frac {1} {\ 1 + x ^ 2}.
Форма входу
Пошук

Copyright MyCorp © 2025
Бесплатный хостинг uCoz