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反三角函数

数学中,反三角函数三角函数反函数

反三角函數示意圖
幾個反三角函數的圖形,其中,反餘切以複變分析定義,因此在原點處出現不連續斷點

數學符號 编辑

符号 等常用于 等。但是这种符号有时在  之间易造成混淆。

在编程中,函数 ,  ,  通常叫做 ,  ,  。很多编程语言提供两自变量atan2函数,它计算给定   的反正切,但是值域为 

主值 编辑

下表列出基本的反三角函数。

名称 常用符号 定义 定义域 值域
反正弦        
反余弦        
反正切        
反余切        
反正割        
反余割        

(注意:某些數學教科書的作者將 的值域定為 因為當 的定義域落在此區間時, 的值域 ,如果 的值域仍定為 ,將會造成 ,如果希望 ,那就必須將 的值域定為 ,基於類似的理由 的值域定為 

如果 允许是复数,则 的值域只适用它的实部。


反三角函数之间的关系 编辑

余角:

 
 
 

负数参数:

 
 
 
 
 
 

倒数参数:

 
 
   
   
   
   
 
 

如果有一段正弦表:

   
 

注意只要在使用了复数的平方根的时候,我们选择正实部的平方根(或者正虚部,如果是负实数的平方根的话)。

半角公式 ,可得到:

 
   
 

三角函數與反三角函數的關係 编辑

通過定義可知:

        圖示
         
         
         
         
         
         

一般解 编辑

每个三角函数都周期于它的参数的实部上,在每个 区间内通过它的所有值两次。正弦和余割的周期开始于 结束于 (这里的 是一个整数),在  上倒过来。余弦和正割的周期开始于 结束于 ,在  上倒过来。正切的周期开始于 结束于 ,接着(向前)在  上重复。余切的周期开始于 结束于 ,接着(向前)在  上重复。

这个周期性反应在一般反函数上:

 
 
 
 
 
 

反三角函数的导数 编辑

对于实数 的反三角函數的导函数如下:

 

舉例說明,设 ,得到:

 

因為要使根號內部恆為正,所以在條件加上 ,其他導數公式同理可證[1]

表达为定积分 编辑

积分其导数并固定在一点上的值给出反三角函数作为定积分的表达式:

 

 等于1时,在有极限的域上的积分是瑕积分,但仍是良好定义的。

无穷级数 编辑

如同正弦和余弦函数,反三角函数可以使用无穷级数计算如下:

 
 
 
 
 
 

欧拉发现了反正切的更有效的级数:

 

(注意对 在和中的项是空积1。)

反三角函数的不定积分 编辑

 

使用分部积分法和上面的简单导数很容易得出它们。

舉例 编辑

使用 ,設

 

 

換元

 

 

 

換元回x得到

 

加法公式和減法公式 编辑

arcsin x + arcsin y 编辑

 
 
 

arcsin x - arcsin y 编辑

 
 
 

arccos x + arccos y 编辑

 
 

arccos x - arccos y 编辑

 
 

arctan x + arctan y 编辑

 
 
 

arctan x - arctan y 编辑

 
 
 

arccot x + arccot y 编辑

 
 

arcsin x + arccos y 编辑

 

arctan x + arccot y 编辑

 

註釋 编辑

  1. ^  ,得到:
     
    因為要使根號內部恆為正,所以在條件加上 
     ,得到:
     
     ,得到:
     
     ,得到:
     
    因為要使根號內部恆為正,所以在條件加上 ,比較容易被忽略是 產生的絕對值 的定義域是 ,所以 ,所以 要加绝对值。
     ,得到:
     
    因為要使根號內部恆為正,所以在條件加上 ,比較容易被忽略是 產生的絕對值 的定義域是 

参见 编辑

外部链接 编辑

反三角函数, 在数学中, 是三角函数的反函数, 反三角函數示意圖, 由于已知的技术原因, 图表暂时不可用, 带来不便, 我们深表歉意, 幾個反三角函數的圖形, 其中, 反餘切以複變分析定義, 因此在原點處出現不連續斷點, 目录, 數學符號, 主值, 之间的关系, 三角函數與反三角函數的關係, 一般解, 的导数, 表达为定积分, 无穷级数, 的不定积分, 舉例, 加法公式和減法公式, arcsin, arcsin, arcsin, arcsin, arccos, arccos, arccos, arccos, arc. 在数学中 反三角函数是三角函数的反函数 反三角函數示意圖 由于已知的技术原因 图表暂时不可用 带来不便 我们深表歉意 幾個反三角函數的圖形 其中 反餘切以複變分析定義 因此在原點處出現不連續斷點 目录 1 數學符號 2 主值 3 反三角函数之间的关系 4 三角函數與反三角函數的關係 5 一般解 6 反三角函数的导数 7 表达为定积分 8 无穷级数 9 反三角函数的不定积分 9 1 舉例 10 加法公式和減法公式 10 1 arcsin x arcsin y 10 2 arcsin x arcsin y 10 3 arccos x arccos y 10 4 arccos x arccos y 10 5 arctan x arctan y 10 6 arctan x arctan y 10 7 arccot x arccot y 10 8 arcsin x arccos y 10 9 arctan x arccot y 11 註釋 12 参见 13 外部链接數學符號 编辑符号sin 1 cos 1 displaystyle sin 1 cos 1 nbsp 等常用于arcsin arccos displaystyle arcsin arccos nbsp 等 但是这种符号有时在sin 1 x displaystyle sin 1 x nbsp 和1 sin x displaystyle frac 1 sin x nbsp 之间易造成混淆 在编程中 函数arcsin displaystyle arcsin nbsp arccos displaystyle arccos nbsp arctan displaystyle arctan nbsp 通常叫做a s i n displaystyle mathrm asin nbsp a c o s displaystyle mathrm acos nbsp a t a n displaystyle mathrm atan nbsp 很多编程语言提供两自变量atan2函数 它计算给定y displaystyle y nbsp 和x displaystyle x nbsp 的y x displaystyle frac y x nbsp 的反正切 但是值域为 p p displaystyle pi pi nbsp nbsp 在笛卡尔平面上f x arcsin x displaystyle f x arcsin x nbsp 紅 和f x arccos x displaystyle f x arccos x nbsp 綠 函数的常用主值的图像 nbsp 在笛卡尔平面上f x arctan x displaystyle f x arctan x nbsp 紅 和f x arccot x displaystyle f x operatorname arccot x nbsp 綠 函数的常用主值的图像 nbsp 在笛卡尔平面上f x arcsec x displaystyle f x operatorname arcsec x nbsp 紅 和f x arccsc x displaystyle f x operatorname arccsc x nbsp 綠 函数的常用主值的图像 主值 编辑下表列出基本的反三角函数 名称 常用符号 定义 定义域 值域反正弦 y arcsin x displaystyle y arcsin x nbsp x sin y displaystyle x sin y nbsp 1 1 displaystyle 1 1 nbsp p 2 p 2 displaystyle frac pi 2 frac pi 2 nbsp 反余弦 y arccos x displaystyle y arccos x nbsp x cos y displaystyle x cos y nbsp 1 1 displaystyle 1 1 nbsp 0 p displaystyle 0 pi nbsp 反正切 y arctan x displaystyle y arctan x nbsp x tan y displaystyle x tan y nbsp R displaystyle mathbb R nbsp p 2 p 2 displaystyle frac pi 2 frac pi 2 nbsp 反余切 y arccot x displaystyle y operatorname arccot x nbsp x cot y displaystyle x cot y nbsp R displaystyle mathbb R nbsp 0 p displaystyle 0 pi nbsp 反正割 y arcsec x displaystyle y operatorname arcsec x nbsp x sec y displaystyle x sec y nbsp 1 1 displaystyle infty 1 cup 1 infty nbsp 0 p 2 p 2 p displaystyle 0 frac pi 2 cup frac pi 2 pi nbsp 反余割 y arccsc x displaystyle y operatorname arccsc x nbsp x csc y displaystyle x csc y nbsp 1 1 displaystyle infty 1 cup 1 infty nbsp p 2 0 0 p 2 displaystyle frac pi 2 0 cup 0 frac pi 2 nbsp 注意 某些數學教科書的作者將arcsec displaystyle operatorname arcsec nbsp 的值域定為 0 p 2 p 3 p 2 displaystyle 0 frac pi 2 cup pi frac 3 pi 2 nbsp 因為當tan displaystyle tan nbsp 的定義域落在此區間時 tan displaystyle tan nbsp 的值域 0 displaystyle geq 0 nbsp 如果arcsec displaystyle operatorname arcsec nbsp 的值域仍定為 0 p 2 p 2 p displaystyle 0 frac pi 2 cup frac pi 2 pi nbsp 將會造成tan arcsec x x 2 1 displaystyle tan operatorname arcsec x pm sqrt x 2 1 nbsp 如果希望tan arcsec x x 2 1 displaystyle tan operatorname arcsec x sqrt x 2 1 nbsp 那就必須將arcsec displaystyle operatorname arcsec nbsp 的值域定為 0 p 2 p 3 p 2 displaystyle 0 frac pi 2 cup pi frac 3 pi 2 nbsp 基於類似的理由arccsc displaystyle operatorname arccsc nbsp 的值域定為 p p 2 0 p 2 displaystyle pi frac pi 2 cup 0 frac pi 2 nbsp 如果x displaystyle x nbsp 允许是复数 则y displaystyle y nbsp 的值域只适用它的实部 反三角函数之间的关系 编辑余角 arccos x p 2 arcsin x displaystyle arccos x frac pi 2 arcsin x nbsp arccot x p 2 arctan x displaystyle operatorname arccot x frac pi 2 arctan x nbsp arccsc x p 2 arcsec x displaystyle operatorname arccsc x frac pi 2 operatorname arcsec x nbsp 负数参数 arcsin x arcsin x displaystyle arcsin x arcsin x nbsp arccos x p arccos x displaystyle arccos x pi arccos x nbsp arctan x arctan x displaystyle arctan x arctan x nbsp arccot x p arccot x displaystyle operatorname arccot x pi operatorname arccot x nbsp arcsec x p arcsec x displaystyle operatorname arcsec x pi operatorname arcsec x nbsp arccsc x arccsc x displaystyle operatorname arccsc x operatorname arccsc x nbsp 倒数参数 arccos 1 x arcsec x displaystyle arccos frac 1 x operatorname arcsec x nbsp arcsin 1 x arccsc x displaystyle arcsin frac 1 x operatorname arccsc x nbsp arctan 1 x p 2 arctan x arccot x displaystyle arctan frac 1 x frac pi 2 arctan x operatorname arccot x nbsp x gt 0 displaystyle x gt 0 nbsp arctan 1 x p 2 arctan x p arccot x displaystyle arctan frac 1 x frac pi 2 arctan x pi operatorname arccot x nbsp x lt 0 displaystyle x lt 0 nbsp arccot 1 x p 2 arccot x arctan x displaystyle operatorname arccot frac 1 x frac pi 2 operatorname arccot x arctan x nbsp x gt 0 displaystyle x gt 0 nbsp arccot 1 x 3 p 2 arccot x p arctan x displaystyle operatorname arccot frac 1 x frac 3 pi 2 operatorname arccot x pi arctan x nbsp x lt 0 displaystyle x lt 0 nbsp arcsec 1 x arccos x displaystyle operatorname arcsec frac 1 x arccos x nbsp arccsc 1 x arcsin x displaystyle operatorname arccsc frac 1 x arcsin x nbsp 如果有一段正弦表 arccos x arcsin 1 x 2 displaystyle arccos x arcsin sqrt 1 x 2 nbsp 0 x 1 displaystyle 0 leq x leq 1 nbsp arctan x arcsin x x 2 1 displaystyle arctan x arcsin frac x sqrt x 2 1 nbsp 注意只要在使用了复数的平方根的时候 我们选择正实部的平方根 或者正虚部 如果是负实数的平方根的话 从半角公式tan 8 2 sin 8 1 cos 8 displaystyle tan frac theta 2 frac sin theta 1 cos theta nbsp 可得到 arcsin x 2 arctan x 1 1 x 2 displaystyle arcsin x 2 arctan frac x 1 sqrt 1 x 2 nbsp arccos x 2 arctan 1 x 2 1 x displaystyle arccos x 2 arctan frac sqrt 1 x 2 1 x nbsp 1 lt x 1 displaystyle 1 lt x leq 1 nbsp arctan x 2 arctan x 1 1 x 2 displaystyle arctan x 2 arctan frac x 1 sqrt 1 x 2 nbsp 三角函數與反三角函數的關係 编辑通過定義可知 8 displaystyle theta nbsp sin 8 displaystyle sin theta nbsp cos 8 displaystyle cos theta nbsp tan 8 displaystyle tan theta nbsp 圖示arcsin x displaystyle arcsin x nbsp sin arcsin x x displaystyle sin arcsin x x nbsp cos arcsin x 1 x 2 displaystyle cos arcsin x sqrt 1 x 2 nbsp tan arcsin x x 1 x 2 displaystyle tan arcsin x frac x sqrt 1 x 2 nbsp nbsp arccos x displaystyle arccos x nbsp sin arccos x 1 x 2 displaystyle sin arccos x sqrt 1 x 2 nbsp cos arccos x x displaystyle cos arccos x x nbsp tan arccos x 1 x 2 x displaystyle tan arccos x frac sqrt 1 x 2 x nbsp nbsp arctan x displaystyle arctan x nbsp sin arctan x x 1 x 2 displaystyle sin arctan x frac x sqrt 1 x 2 nbsp cos arctan x 1 1 x 2 displaystyle cos arctan x frac 1 sqrt 1 x 2 nbsp tan arctan x x displaystyle tan arctan x x nbsp nbsp arccot x displaystyle operatorname arccot x nbsp sin arccot x 1 1 x 2 displaystyle sin operatorname arccot x frac 1 sqrt 1 x 2 nbsp cos arccot x x 1 x 2 displaystyle cos operatorname arccot x frac x sqrt 1 x 2 nbsp tan arccot x 1 x displaystyle tan operatorname arccot x frac 1 x nbsp nbsp arcsec x displaystyle operatorname arcsec x nbsp sin arcsec x x 2 1 x displaystyle sin operatorname arcsec x frac sqrt x 2 1 x nbsp cos arcsec x 1 x displaystyle cos operatorname arcsec x frac 1 x nbsp tan arcsec x x 2 1 displaystyle tan operatorname arcsec x sqrt x 2 1 nbsp nbsp arccsc x displaystyle operatorname arccsc x nbsp sin arccsc x 1 x displaystyle sin operatorname arccsc x frac 1 x nbsp cos arccsc x x 2 1 x displaystyle cos operatorname arccsc x frac sqrt x 2 1 x nbsp tan arccsc x 1 x 2 1 displaystyle tan operatorname arccsc x frac 1 sqrt x 2 1 nbsp nbsp 一般解 编辑每个三角函数都周期于它的参数的实部上 在每个2 p displaystyle 2 pi nbsp 区间内通过它的所有值两次 正弦和余割的周期开始于2 p k p 2 displaystyle 2 pi k frac pi 2 nbsp 结束于2 p k p 2 displaystyle 2 pi k frac pi 2 nbsp 这里的k displaystyle k nbsp 是一个整数 在2 p k p 2 displaystyle 2 pi k frac pi 2 nbsp 到2 p k 3 p 2 displaystyle 2 pi k frac 3 pi 2 nbsp 上倒过来 余弦和正割的周期开始于2 p k displaystyle 2 pi k nbsp 结束于2 p k p displaystyle 2 pi k pi nbsp 在2 p k p displaystyle 2 pi k pi nbsp 到2 p k 2 p displaystyle 2 pi k 2 pi nbsp 上倒过来 正切的周期开始于2 p k p 2 displaystyle 2 pi k frac pi 2 nbsp 结束于2 p k p 2 displaystyle 2 pi k frac pi 2 nbsp 接着 向前 在2 p k p 2 displaystyle 2 pi k frac pi 2 nbsp 到2 p k 3 p 2 displaystyle 2 pi k frac 3 pi 2 nbsp 上重复 余切的周期开始于2 p k displaystyle 2 pi k nbsp 结束于2 p k p displaystyle 2 pi k pi nbsp 接着 向前 在2 p k p displaystyle 2 pi k pi nbsp 到2 p k 2 p displaystyle 2 pi k 2 pi nbsp 上重复 这个周期性反应在一般反函数上 sin y x y arcsin x 2 k p k Z y p arcsin x 2 k p k Z displaystyle sin y x Leftrightarrow y arcsin x 2k pi text forall text k in mathbb Z lor y pi arcsin x 2k pi text forall text k in mathbb Z nbsp cos y x y arccos x 2 k p k Z y 2 p arccos x 2 k p k Z displaystyle cos y x Leftrightarrow y arccos x 2k pi text forall text k in mathbb Z lor y 2 pi arccos x 2k pi text forall text k in mathbb Z nbsp tan y x y arctan x k p k Z displaystyle tan y x Leftrightarrow y arctan x k pi text forall text k in mathbb Z nbsp cot y x y arccot x k p k Z displaystyle cot y x Leftrightarrow y operatorname arccot x k pi text forall text k in mathbb Z nbsp sec y x y arcsec x 2 k p k Z y 2 p arcsec x 2 k p k Z displaystyle sec y x Leftrightarrow y operatorname arcsec x 2k pi text forall text k in mathbb Z lor y 2 pi operatorname arcsec x 2k pi text forall text k in mathbb Z nbsp csc y x y arccsc x 2 k p k Z y p arccsc x 2 k p k Z displaystyle csc y x Leftrightarrow y operatorname arccsc x 2k pi text forall text k in mathbb Z lor y pi operatorname arccsc x 2k pi text forall text k in mathbb Z nbsp 反三角函数的导数 编辑对于实数x displaystyle x nbsp 的反三角函數的导函数如下 d d x arcsin x 1 1 x 2 x lt 1 d d x arccos x 1 1 x 2 x lt 1 d d x arctan x 1 1 x 2 d d x arccot x 1 1 x 2 d d x arcsec x 1 x x 2 1 x gt 1 d d x arccsc x 1 x x 2 1 x gt 1 displaystyle begin aligned frac mathrm d mathrm d x arcsin x amp frac 1 sqrt 1 x 2 qquad x lt 1 frac mathrm d mathrm d x arccos x amp frac 1 sqrt 1 x 2 qquad x lt 1 frac mathrm d mathrm d x arctan x amp frac 1 1 x 2 frac mathrm d mathrm d x operatorname arccot x amp frac 1 1 x 2 frac mathrm d mathrm d x operatorname arcsec x amp frac 1 x sqrt x 2 1 qquad x gt 1 frac mathrm d mathrm d x operatorname arccsc x amp frac 1 x sqrt x 2 1 qquad x gt 1 end aligned nbsp 舉例說明 设8 arcsin x displaystyle theta arcsin x nbsp 得到 d arcsin x d x d 8 d sin 8 1 cos 8 1 1 sin 2 8 1 1 x 2 displaystyle frac d arcsin x dx frac d theta d sin theta frac 1 cos theta frac 1 sqrt 1 sin 2 theta frac 1 sqrt 1 x 2 nbsp 因為要使根號內部恆為正 所以在條件加上 x lt 1 displaystyle x lt 1 nbsp 其他導數公式同理可證 1 表达为定积分 编辑积分其导数并固定在一点上的值给出反三角函数作为定积分的表达式 arcsin x 0 x 1 1 z 2 d z x 1 arccos x x 1 1 1 z 2 d z x 1 arctan x 0 x 1 z 2 1 d z arccot x x 1 z 2 1 d z arcsec x 1 x 1 z z 2 1 d z x 1 arccsc x x 1 z z 2 1 d z x 1 displaystyle begin aligned arcsin x amp int 0 x frac 1 sqrt 1 z 2 dz qquad x leq 1 arccos x amp int x 1 frac 1 sqrt 1 z 2 dz qquad x leq 1 arctan x amp int 0 x frac 1 z 2 1 dz operatorname arccot x amp int x infty frac 1 z 2 1 dz operatorname arcsec x amp int 1 x frac 1 z sqrt z 2 1 dz qquad x geq 1 operatorname arccsc x amp int x infty frac 1 z sqrt z 2 1 dz qquad x geq 1 end aligned nbsp 当x displaystyle x nbsp 等于1时 在有极限的域上的积分是瑕积分 但仍是良好定义的 无穷级数 编辑如同正弦和余弦函数 反三角函数可以使用无穷级数计算如下 arcsin z z 1 2 z 3 3 1 3 2 4 z 5 5 1 3 5 2 4 6 z 7 7 n 0 2 n 2 2 n n 2 z 2 n 1 2 n 1 z 1 displaystyle begin aligned arcsin z amp z left frac 1 2 right frac z 3 3 left frac 1 cdot 3 2 cdot 4 right frac z 5 5 left frac 1 cdot 3 cdot 5 2 cdot 4 cdot 6 right frac z 7 7 cdots amp sum n 0 infty left frac 2n 2 2n n 2 right frac z 2n 1 2n 1 qquad z leq 1 end aligned nbsp arccos z p 2 arcsin z p 2 z 1 2 z 3 3 1 3 2 4 z 5 5 1 3 5 2 4 6 z 7 7 p 2 n 0 2 n 2 2 n n 2 z 2 n 1 2 n 1 z 1 displaystyle begin aligned arccos z amp frac pi 2 arcsin z amp frac pi 2 left z left frac 1 2 right frac z 3 3 left frac 1 cdot 3 2 cdot 4 right frac z 5 5 left frac 1 cdot 3 cdot 5 2 cdot 4 cdot 6 right frac z 7 7 cdots right amp frac pi 2 sum n 0 infty left frac 2n 2 2n n 2 right frac z 2n 1 2n 1 qquad z leq 1 end aligned nbsp arctan z z z 3 3 z 5 5 z 7 7 n 0 1 n z 2 n 1 2 n 1 z 1 z i i displaystyle begin aligned arctan z amp z frac z 3 3 frac z 5 5 frac z 7 7 cdots amp sum n 0 infty frac 1 n z 2n 1 2n 1 qquad z leq 1 qquad z neq i i end aligned nbsp arccot z p 2 arctan z p 2 z z 3 3 z 5 5 z 7 7 p 2 n 0 1 n z 2 n 1 2 n 1 z 1 z i i displaystyle begin aligned operatorname arccot z amp frac pi 2 arctan z amp frac pi 2 left z frac z 3 3 frac z 5 5 frac z 7 7 cdots right amp frac pi 2 sum n 0 infty frac 1 n z 2n 1 2n 1 qquad z leq 1 qquad z neq i i end aligned nbsp arcsec z arccos z 1 p 2 z 1 1 2 z 3 3 1 3 2 4 z 5 5 1 3 5 2 4 6 z 7 7 p 2 n 0 2 n 2 2 n n 2 z 2 n 1 2 n 1 z 4 displaystyle begin aligned operatorname arcsec z amp arccos left z 1 right amp frac pi 2 left z 1 left frac 1 2 right frac z 3 3 left frac 1 cdot 3 2 cdot 4 right frac z 5 5 left frac 1 cdot 3 cdot 5 2 cdot 4 cdot 6 right frac z 7 7 cdots right amp frac pi 2 sum n 0 infty left frac 2n 2 2n n 2 right frac z 2n 1 2n 1 qquad left z right geq 4 end aligned nbsp arccsc z arcsin z 1 z 1 1 2 z 3 3 1 3 2 4 z 5 5 1 3 5 2 4 6 z 7 7 n 0 2 n 2 2 n n 2 z 2 n 1 2 n 1 z 1 displaystyle begin aligned operatorname arccsc z amp arcsin left z 1 right amp z 1 left frac 1 2 right frac z 3 3 left frac 1 cdot 3 2 cdot 4 right frac z 5 5 left frac 1 cdot 3 cdot 5 2 cdot 4 cdot 6 right frac z 7 7 cdots amp sum n 0 infty left frac 2n 2 2n n 2 right frac z 2n 1 2n 1 qquad left z right geq 1 end aligned nbsp 欧拉发现了反正切的更有效的级数 arctan x x 1 x 2 n 0 k 1 n 2 k x 2 2 k 1 1 x 2 displaystyle arctan x infty x 1 x 2 sum n 0 infty prod k 1 n frac 2kx 2 2k 1 1 x 2 nbsp 注意对x 0 displaystyle x 0 nbsp 在和中的项是空积1 反三角函数的不定积分 编辑 arcsin x d x x arcsin x 1 x 2 C x 1 arccos x d x x arccos x 1 x 2 C x 1 arctan x d x x arctan x 1 2 ln 1 x 2 C arccot x d x x arccot x 1 2 ln 1 x 2 C arcsec x d x x arcsec x sgn x ln x x 2 1 C x arcsec x sgn x ln x x 2 1 C arccsc x d x x arccsc x sgn x ln x x 2 1 C x arccsc x sgn x ln x x 2 1 C displaystyle begin aligned int arcsin x dx amp x arcsin x sqrt 1 x 2 C qquad x leq 1 int arccos x dx amp x arccos x sqrt 1 x 2 C qquad x leq 1 int arctan x dx amp x arctan x frac 1 2 ln left 1 x 2 right C int operatorname arccot x dx amp x operatorname arccot x frac 1 2 ln left 1 x 2 right C int operatorname arcsec x dx amp x operatorname arcsec x operatorname sgn x ln left x sqrt x 2 1 right C x operatorname arcsec x operatorname sgn x ln left x sqrt x 2 1 right C int operatorname arccsc x dx amp x operatorname arccsc x operatorname sgn x ln left x sqrt x 2 1 right C x operatorname arccsc x operatorname sgn x ln left x sqrt x 2 1 right C end aligned nbsp 使用分部积分法和上面的简单导数很容易得出它们 舉例 编辑 使用 u d v u v v d u displaystyle int u mathrm d v uv int v mathrm d u nbsp 設 u arcsin x d v d x d u d x 1 x 2 v x displaystyle begin aligned u amp amp arcsin x amp quad quad mathrm d v mathrm d x mathrm d u amp amp frac mathrm d x sqrt 1 x 2 amp quad quad v x end aligned nbsp 則 arcsin x d x x arcsin x x 1 x 2 d x displaystyle int arcsin x mathrm d x x arcsin x int frac x sqrt 1 x 2 mathrm d x nbsp 換元 k 1 x 2 displaystyle k 1 x 2 nbsp 則 d k 2 x d x displaystyle mathrm d k 2x mathrm d x nbsp 且 x 1 x 2 d x 1 2 d k k k displaystyle int frac x sqrt 1 x 2 mathrm d x frac 1 2 int frac mathrm d k sqrt k sqrt k nbsp 換元回x得到 arcsin x d x x arcsin x 1 x 2 C displaystyle int arcsin x mathrm d x x arcsin x sqrt 1 x 2 C nbsp 加法公式和減法公式 编辑arcsin x arcsin y 编辑 arcsin x arcsin y arcsin x 1 y 2 y 1 x 2 x y 0 x 2 y 2 1 displaystyle arcsin x arcsin y arcsin left x sqrt 1 y 2 y sqrt 1 x 2 right xy leq 0 lor x 2 y 2 leq 1 nbsp arcsin x arcsin y p arcsin x 1 y 2 y 1 x 2 x gt 0 y gt 0 x 2 y 2 gt 1 displaystyle arcsin x arcsin y pi arcsin left x sqrt 1 y 2 y sqrt 1 x 2 right x gt 0 y gt 0 x 2 y 2 gt 1 nbsp arcsin x arcsin y p arcsin x 1 y 2 y 1 x 2 x lt 0 y lt 0 x 2 y 2 gt 1 displaystyle arcsin x arcsin y pi arcsin left x sqrt 1 y 2 y sqrt 1 x 2 right x lt 0 y lt 0 x 2 y 2 gt 1 nbsp arcsin x arcsin y 编辑 arcsin x arcsin y arcsin x 1 y 2 y 1 x 2 x y 0 x 2 y 2 1 displaystyle arcsin x arcsin y arcsin left x sqrt 1 y 2 y sqrt 1 x 2 right xy geq 0 lor x 2 y 2 leq 1 nbsp arcsin x arcsin y p arcsin x 1 y 2 y 1 x 2 x gt 0 y lt 0 x 2 y 2 gt 1 displaystyle arcsin x arcsin y pi arcsin left x sqrt 1 y 2 y sqrt 1 x 2 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0 x y gt 1 displaystyle arctan x arctan y pi arctan frac x y 1 xy x gt 0 xy gt 1 nbsp arctan x arctan y p arctan x y 1 x y x lt 0 x y gt 1 displaystyle arctan x arctan y pi arctan frac x y 1 xy x lt 0 xy gt 1 nbsp arctan x arctan y 编辑 arctan x arctan y arctan x y 1 x y x y gt 1 displaystyle arctan x arctan y arctan frac x y 1 xy xy gt 1 nbsp arctan x arctan y p arctan x y 1 x y x gt 0 x y lt 1 displaystyle arctan x arctan y pi arctan frac x y 1 xy x gt 0 xy lt 1 nbsp arctan x arctan y p arctan x y 1 x y x lt 0 x y lt 1 displaystyle arctan x arctan y pi arctan frac x y 1 xy x lt 0 xy lt 1 nbsp arccot x arccot y 编辑 arccot x arccot y arccot x y 1 x y x gt y displaystyle operatorname arccot x operatorname arccot y operatorname arccot frac xy 1 x y x gt y nbsp arccot x arccot y arccot x y 1 x y p x lt y displaystyle operatorname arccot x operatorname arccot y operatorname arccot frac xy 1 x y pi x lt y nbsp arcsin x arccos y 编辑 arcsin x arccos x p 2 x 1 displaystyle arcsin x arccos x frac 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d operatorname arcsec x dx frac d theta d sec theta frac 1 sec theta tan theta frac 1 left x right sqrt x 2 1 nbsp 因為要使根號內部恆為正 所以在條件加上 x gt 1 displaystyle x gt 1 nbsp 比較容易被忽略是sec 8 displaystyle sec theta nbsp 產生的絕對值sec 1 8 displaystyle sec 1 theta nbsp 的定義域是0 8 p 8 p 2 displaystyle 0 leq theta leq pi theta neq frac pi 2 nbsp 所以tan 8 x 2 1 displaystyle tan theta pm sqrt x 2 1 nbsp 所以x displaystyle x nbsp 要加绝对值 设8 arccsc x displaystyle theta operatorname arccsc x nbsp 得到 d arccsc x d x d 8 d csc 8 1 csc 8 cot 8 1 x x 2 1 displaystyle frac d operatorname arccsc x dx frac d theta d csc theta frac 1 csc theta cot theta frac 1 left x right sqrt x 2 1 nbsp 因為要使根號內部恆為正 所以在條件加上 x gt 1 displaystyle x gt 1 nbsp 比較容易被忽略是csc 8 displaystyle csc theta nbsp 產生的絕對值csc 1 8 displaystyle csc 1 theta nbsp 的定義域是 p 2 8 p 2 8 0 displaystyle frac pi 2 leq theta leq frac pi 2 theta neq 0 nbsp 参见 编辑 nbsp 数学主题 正切半角公式 平方根外部链接 编辑埃里克 韦斯坦因 Inverse Trigonometric Functions MathWorld http mathworld wolfram com 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