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复变函数/初等函数/反三角函数

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使用反函数求解方程

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通常,已知某个角度的三角函数值,需要找到该角度的值。为了找到三角函数的反函数,需要应用反函数的概念。

在反函数中,x 和 y 的所有值都被反转。y = sinx 的反函数是 x = siny。

在绘制图形时,可以发现反函数 x = siny 不是一个函数,因为它不通过垂直线测试。类似地,三角函数的反函数也不是函数。

为了使三角函数的反函数成为函数,原始三角函数的定义域必须被限制。这些被称为主值。主值是指在限制的定义域内的值。为了区分定义域受限的三角函数,使用大写字母。

正弦、余弦和正切的主值

y = Sinx 当且仅当 y = sinx 且 -pi/2 < x < pi/2。

y = Cosx 当且仅当 y = cosx 且 0 < x < pi。

y = Tanx 当且仅当 y = tanx 且 -pi/2 < x < pi/2。

反正弦函数是正弦函数的反函数。它用Sin-1Arcsin 表示。以下是它的特性:

1. 从 -1 到 1 的实数集是它的定义域。

2. 从 -pi/2 < x < pi/2 的角度度量集是它的值域。

3. Sin-1y = x 当且仅当 Sinx = y。

4. (Sin-1 x Sin)(x) = (Sin x Sin-1)(x) = x

反余弦和反正切函数类似于上述反正弦函数的定义。

反正弦、反余弦和反正切

1. 给定 y = Sinx,反正弦函数是 y = Sin-1x 或 y = Arcsinx。

2. 给定 y = Cosx,反余弦函数是 y = Cos-1x 或 y = Arccosx。

3. 给定 y = Tanx,反正切函数是 y = Tan-1x 或 y = Arctanx。

以下各行中的表达式都是等价的。这些表达式可以用来改写和/或求解三角方程。

y = Sinx x = Sin-1y x = Arcsiny

y = Cosx x = Cos-1y x = Arccosy

y = Tanx x = Tan-1y x = Arctany

求解方程

求解 Sinx = 1/2,找到 x 的值,精确到度。

如果 Sinx = 1/2,则 x 是正弦值为 1/2 的最小值。所以,x = Arcsin(1/2)。使用计算器找到 x。

对于 TI-84 Plus Silver Edition

1. 按 2nd

2. Sin-1

3. 2nd

4. 1/2

5. )

6. Enter

答案是 30。所以,x = 30 度。


三角函数的反函数也用于应用问题。

应用反函数求解问题

维加斯号船向西航行 25 英里,然后转向南航行。当维加斯号遇到麻烦并呼叫救援时,救援船发现最快的路线是 50 英里。救援船应该航行的角度的余弦是 0.5。求解救援船应该航行的角度,精确到百分之一度,以帮助维加斯号。

Cosx = 25/50

Cos-1(25/50) = Cos-1(0.5) = 60

西南方 60 度

三角函数值

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使用计算器也可以找到三角表达式的值。

找到三角函数值

找到每个值。以弧度表示角度度量。四舍五入到小数点后两位。

ArcTan(1)

对于 TI-84 Plus Silver Edition

1. 2nd

2. TAN-1

3. 2nd

4. 1

5. ENTER

0.7853981634

所以,ArcTan(1) = 0.7853981634

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