Как найти arccos по окружности

Нахождение значений арксинуса, арккосинуса, арктангенса и арккотангенса

В данной статье рассматриваются вопросы нахождения значений арксинуса, арккосинуса, арктангенса и арккотангенса заданного числа. Для начала вводятся понятия арксинуса, арккосинуса, арктангенса и арккотангенса. Рассматриваем основные их значения, по таблицам, в том числе и Брадиса, нахождение этих функций.

Значения арксинуса, арккосинуса, арктангенса и арккотангенса

Необходимо разобраться в понятиях «значения арксинуса, арккосинуса, арктангенса, арккотангенса».

Определения арксинуса, арккосинуса, арктангенса и арккотангенса числа помогут разобраться в вычислении заданных функций. Значение тригонометрических функций угла равняется числу a , тогда автоматически считается величиной этого угла. Если a – число, тогда это и есть значение функции.

Для четкого понимания рассмотрим пример.

Если имеем арккосинус угла равного π 3 , то значение косинуса отсюда равно 1 2 по таблице косинусов. Данный угол расположен в промежутке от нуля до пи, значит, значение арккосинуса 1 2 получим π на 3 . Такое тригонометрическое выражение записывается как a r cos ( 1 2 ) = π 3 .

Величиной угла может быть как градус, так и радиан. Значение угла π 3 равняется углу в 60 градусов (подробней разбирается в теме перевода градусов в радианы и обратно). Данный пример с арккосинусом 1 2 имеет значение 60 градусов. Такая тригонометрическая запись имеет вид a r c cos 1 2 = 60 °

Основные значения arcsin, arccos, arctg и arctg

Благодаря таблице синусов, косинусов, тангенсов и котангенсов, мы имеет точные значения угла при 0 , ± 30 , ± 45 , ± 60 , ± 90 , ± 120 , ± 135 , ± 150 , ± 180 градусов. Таблица достаточно удобна и из нее можно получать некоторые значения для аркфункций, которые имеют название как основные значения арксинуса, арккосинуса, арктангенса и арккотангенса.

Таблица синусов основных углов предлагает такие результаты значений углов:

sin ( — π 2 ) = — 1 , sin ( — π 3 ) = — 3 2 , sin ( — π 4 ) = — 2 2 , sin ( — π 6 ) = — 1 2 , sin 0 = 0 , sin π 6 = 1 2 , sin π 4 = 2 2 , sin π 3 = 3 2 , sin π 2 = 1

Учитывая их, можно легко высчитать арксинус числа всех стандартных значений, начиная от — 1 и заканчивая 1 , также значения от – π 2 до + π 2 радианов, следуя его основному значению определения. Это и является основными значениями арксинуса.

Для удобного применения значений арксинуса занесем в таблицу. Со временем придется выучить эти значения, так как на практике приходится часто к ним обращаться. Ниже приведена таблица арксинуса с радианным и градусным значением углов.

в р а д и а н а х

α — 1 — 3 2 — 2 2 — 1 2 0 1 2 2 2 3 2
a r c sin α к а к у г о л — π 2 — π 3 — π 4 — π 6 0 π 6 π 4 π 3
в г р а д у с а х — 90 ° — 60 ° — 45 ° — 30 ° 0 ° 30 ° 45 ° 60 °
a r c sin α к а к ч и с л о — π 2 — π 3 — π 4 — π 6 0 π 6 π 4 π 3

Для получения основных значений арккосинуса необходимо обратиться к таблице косинусов основных углов. Тогда имеем:

cos 0 = 1 , cos π 6 = 3 2 , cos π 4 = 2 2 , cos π 3 = 1 2 , cos π 2 = 0 , cos 2 π 3 = — 1 2 , cos 3 π 4 = — 2 2 , cos 5 π 6 = — 3 2 , cos π = — 1

Следуя из таблицы, находим значения арккосинуса:

a r c cos ( — 1 ) = π , arccos ( — 3 2 ) = 5 π 6 , arcocos ( — 2 2 ) = 3 π 4 , arccos — 1 2 = 2 π 3 , arccos 0 = π 2 , arccos 1 2 = π 3 , arccos 2 2 = π 4 , arccos 3 2 = π 6 , arccos 1 = 0

в р а д и а н а х

α — 1 — 3 2 — 2 2 — 1 2 0 1 2 2 2 3 2 1
a r c cos α к а к у г о л π 5 π 6 3 π 4 2 π 3 π 2 π 3 π 4 π 6 0
в г р а д у с а х 180 ° 150 ° 135 ° 120 ° 90 ° 60 ° 45 ° 30 ° 0 °
a r c cos α к а к ч и с л о π 5 π 6 3 π 4 2 π 3 π 2 π 3 π 4 π 6 0

Таким же образом, исходя из определения и стандартных таблиц, находятся значения арктангенса и арккотангенса, которые изображены в таблице арктангенсов и арккотангенсов ниже.

α — 3 — 1 — 3 3 0 3 3 1 3
a r c t g a к а к у г о л в р а д и а н а х — π 3 — π 4 — π 6 0 π 6 π 4 π 3
в г р а д у с а х — 60 ° — 45 ° — 30 ° 0 ° 30 ° 45 ° 60 °
a r c t g a к а к ч и с л о — π 3 — π 4 — π 6 0 π 6 π 4 π 3

Нахождение значений по таблицам синусов, косинусов, тангенсов и котангенсов Брадиса

a r c sin , a r c cos , a r c t g и a r c c t g

Для точного значения a r c sin , a r c cos , a r c t g и a r c c t g числа а необходимо знать величину угла. Об этом сказано в предыдущем пункте. Однако, точное значении функции нам неизвестно. Если необходимо найти числовое приближенное значение аркфункций, применяют таблицу синусов, косинусов, тангенсов и котангенсов Брадиса.

Такая таблица позволяет выполнять довольно точные вычисления, так как значения даются с четырьмя знаками после запятой. Благодаря этому числа выходят точными до минуты. Значения a r c sin , a r c cos , a r c t g и a r c c t g отрицательных и положительных чисел сводится к нахождению формул a r c sin , a r c cos , a r c t g и a r c c t g противоположных чисел вида a r c sin ( — α ) = — a r c sin α , a r c cos ( — α ) = π — a r c cos α , a r c t g ( — α ) = — a r c t g α , a r c c t g ( — α ) = π — a r c c t g α .

Рассмотрим решение нахождения значений a r c sin , a r c cos , a r c t g и a r c c t g с помощью таблицы Брадиса.

Если нам необходимо найти значение арксинуса 0 , 2857 , ищем значение, найдя таблицу синусов. Видим, что данному числу соответствует значение угла sin 16 градусов и 36 минут. Значит, арксинус числа 0 , 2857 – это искомый угол в 16 градусов и 36 минут. Рассмотрим на рисунке ниже.

Правее градусов имеются столбцы называемые поправки. При искомом арксинусе 0 , 2863 используется та самая поправка в 0 , 0006 , так как ближайшим числом будет 0 , 2857 . Значит, получим синус 16 градусов 38 минут и 2 минуты, благодаря поправке. Рассмотрим рисунок с изображением таблицы Брадиса.

Бывают ситуации, когда искомого числа нет в таблице и даже с поправками его не найти, тогда отыскивается два самых близких значения синусов. Если искомое число 0,2861573, то числа 0,2860 и 0,2863 являются ближайшими его значениями. Этим числам соответствуют значения синуса 16 градусов 37 минут и 16 градусов и 38 минут. Тогда приближенное значение данного числа можно определить с точностью до минуты.

Таким образом находятся значения a r c sin , a r c cos , a r c t g и a r c c t g .

Нахождение значения arcsin, arccos, arctg и arcctg

Чтобы найти арксинус через известный арккосинус данного числа, нужно применить тригонометрические формулы a r c sin α + a r c cos α = π 2 , a r c t g α + a r c c t g α = π 2 (не обходимо просмотреть тему формул суммы арккосинуса и арксинуса, суммы арктангенса и арккотангенса).

При известном a r c sin α = — π 12 необходимо найти значение a r c cos α , тогда необходимо вычислить арккосинус по формуле:

a r c cos α = π 2 − a r c sin α = π 2 − ( − π 12 ) = 7 π 12 .

Если необходимо найти значение арктангенса или арккотангенса числа a с помощью известного арксинуса или арккосинуса, необходимо производить долгие вычисления, так как стандартных формул нет. Рассмотрим на примере.

Если дан арккосинус числа а равный π 10 , а вычислить арктангенс данного числа поможет таблица тангенсов. Угол π 10 радиан представляет собой 18 градусов, тогда по таблице косинусов видим, что косинус 18 градусов имеет значение 0 , 9511 , после чего заглядываем в таблицу Брадиса.

При поиске значения арктангенса 0 , 9511 определяем, что значение угла имеет 43 градуса и 34 минуты. Рассмотрим по таблице ниже.

Фактически, таблица Брадиса помогает в нахождении необходимого значения угла и при значении угла позволяет определить количество градусов.

Как найти арккосинус на окружности

Нахождение значений арксинуса, арккосинуса, арктангенса и арккотангенса

В данной статье рассматриваются вопросы нахождения значений арксинуса, арккосинуса, арктангенса и арккотангенса заданного числа. Для начала вводятся понятия арксинуса, арккосинуса, арктангенса и арккотангенса. Рассматриваем основные их значения, по таблицам, в том числе и Брадиса, нахождение этих функций.

Значения арксинуса, арккосинуса, арктангенса и арккотангенса

Необходимо разобраться в понятиях «значения арксинуса, арккосинуса, арктангенса, арккотангенса».

Определения арксинуса, арккосинуса, арктангенса и арккотангенса числа помогут разобраться в вычислении заданных функций. Значение тригонометрических функций угла равняется числу a , тогда автоматически считается величиной этого угла. Если a – число, тогда это и есть значение функции.

Для четкого понимания рассмотрим пример.

Если имеем арккосинус угла равного π 3 , то значение косинуса отсюда равно 1 2 по таблице косинусов. Данный угол расположен в промежутке от нуля до пи, значит, значение арккосинуса 1 2 получим π на 3 . Такое тригонометрическое выражение записывается как a r cos ( 1 2 ) = π 3 .

Величиной угла может быть как градус, так и радиан. Значение угла π 3 равняется углу в 60 градусов (подробней разбирается в теме перевода градусов в радианы и обратно). Данный пример с арккосинусом 1 2 имеет значение 60 градусов. Такая тригонометрическая запись имеет вид a r c cos 1 2 = 60 °

Основные значения arcsin, arccos, arctg и arctg

Благодаря таблице синусов, косинусов, тангенсов и котангенсов, мы имеет точные значения угла при 0 , ± 30 , ± 45 , ± 60 , ± 90 , ± 120 , ± 135 , ± 150 , ± 180 градусов. Таблица достаточно удобна и из нее можно получать некоторые значения для аркфункций, которые имеют название как основные значения арксинуса, арккосинуса, арктангенса и арккотангенса.

Таблица синусов основных углов предлагает такие результаты значений углов:

sin ( — π 2 ) = — 1 , sin ( — π 3 ) = — 3 2 , sin ( — π 4 ) = — 2 2 , sin ( — π 6 ) = — 1 2 , sin 0 = 0 , sin π 6 = 1 2 , sin π 4 = 2 2 , sin π 3 = 3 2 , sin π 2 = 1

Учитывая их, можно легко высчитать арксинус числа всех стандартных значений, начиная от — 1 и заканчивая 1 , также значения от – π 2 до + π 2 радианов, следуя его основному значению определения. Это и является основными значениями арксинуса.

Для удобного применения значений арксинуса занесем в таблицу. Со временем придется выучить эти значения, так как на практике приходится часто к ним обращаться. Ниже приведена таблица арксинуса с радианным и градусным значением углов.

в р а д и а н а х

α — 1 — 3 2 — 2 2 — 1 2 0 1 2 2 2 3 2
a r c sin α к а к у г о л — π 2 — π 3 — π 4 — π 6 0 π 6 π 4 π 3
в г р а д у с а х — 90 ° — 60 ° — 45 ° — 30 ° 0 ° 30 ° 45 ° 60 °
a r c sin α к а к ч и с л о — π 2 — π 3 — π 4 — π 6 0 π 6 π 4 π 3

Для получения основных значений арккосинуса необходимо обратиться к таблице косинусов основных углов. Тогда имеем:

cos 0 = 1 , cos π 6 = 3 2 , cos π 4 = 2 2 , cos π 3 = 1 2 , cos π 2 = 0 , cos 2 π 3 = — 1 2 , cos 3 π 4 = — 2 2 , cos 5 π 6 = — 3 2 , cos π = — 1

Следуя из таблицы, находим значения арккосинуса:

a r c cos ( — 1 ) = π , arccos ( — 3 2 ) = 5 π 6 , arcocos ( — 2 2 ) = 3 π 4 , arccos — 1 2 = 2 π 3 , arccos 0 = π 2 , arccos 1 2 = π 3 , arccos 2 2 = π 4 , arccos 3 2 = π 6 , arccos 1 = 0

в р а д и а н а х

α — 1 — 3 2 — 2 2 — 1 2 0 1 2 2 2 3 2 1
a r c cos α к а к у г о л π 5 π 6 3 π 4 2 π 3 π 2 π 3 π 4 π 6 0
в г р а д у с а х 180 ° 150 ° 135 ° 120 ° 90 ° 60 ° 45 ° 30 ° 0 °
a r c cos α к а к ч и с л о π 5 π 6 3 π 4 2 π 3 π 2 π 3 π 4 π 6 0

Таким же образом, исходя из определения и стандартных таблиц, находятся значения арктангенса и арккотангенса, которые изображены в таблице арктангенсов и арккотангенсов ниже.

α — 3 — 1 — 3 3 0 3 3 1 3
a r c t g a к а к у г о л в р а д и а н а х — π 3 — π 4 — π 6 0 π 6 π 4 π 3
в г р а д у с а х — 60 ° — 45 ° — 30 ° 0 ° 30 ° 45 ° 60 °
a r c t g a к а к ч и с л о — π 3 — π 4 — π 6 0 π 6 π 4 π 3

Нахождение значений по таблицам синусов, косинусов, тангенсов и котангенсов Брадиса

a r c sin , a r c cos , a r c t g и a r c c t g

Для точного значения a r c sin , a r c cos , a r c t g и a r c c t g числа а необходимо знать величину угла. Об этом сказано в предыдущем пункте. Однако, точное значении функции нам неизвестно. Если необходимо найти числовое приближенное значение аркфункций, применяют таблицу синусов, косинусов, тангенсов и котангенсов Брадиса.

Такая таблица позволяет выполнять довольно точные вычисления, так как значения даются с четырьмя знаками после запятой. Благодаря этому числа выходят точными до минуты. Значения a r c sin , a r c cos , a r c t g и a r c c t g отрицательных и положительных чисел сводится к нахождению формул a r c sin , a r c cos , a r c t g и a r c c t g противоположных чисел вида a r c sin ( — α ) = — a r c sin α , a r c cos ( — α ) = π — a r c cos α , a r c t g ( — α ) = — a r c t g α , a r c c t g ( — α ) = π — a r c c t g α .

Рассмотрим решение нахождения значений a r c sin , a r c cos , a r c t g и a r c c t g с помощью таблицы Брадиса.

Если нам необходимо найти значение арксинуса 0 , 2857 , ищем значение, найдя таблицу синусов. Видим, что данному числу соответствует значение угла sin 16 градусов и 36 минут. Значит, арксинус числа 0 , 2857 – это искомый угол в 16 градусов и 36 минут. Рассмотрим на рисунке ниже.

Правее градусов имеются столбцы называемые поправки. При искомом арксинусе 0 , 2863 используется та самая поправка в 0 , 0006 , так как ближайшим числом будет 0 , 2857 . Значит, получим синус 16 градусов 38 минут и 2 минуты, благодаря поправке. Рассмотрим рисунок с изображением таблицы Брадиса.

Бывают ситуации, когда искомого числа нет в таблице и даже с поправками его не найти, тогда отыскивается два самых близких значения синусов. Если искомое число 0,2861573, то числа 0,2860 и 0,2863 являются ближайшими его значениями. Этим числам соответствуют значения синуса 16 градусов 37 минут и 16 градусов и 38 минут. Тогда приближенное значение данного числа можно определить с точностью до минуты.

Таким образом находятся значения a r c sin , a r c cos , a r c t g и a r c c t g .

Нахождение значения arcsin, arccos, arctg и arcctg

Чтобы найти арксинус через известный арккосинус данного числа, нужно применить тригонометрические формулы a r c sin α + a r c cos α = π 2 , a r c t g α + a r c c t g α = π 2 (не обходимо просмотреть тему формул суммы арккосинуса и арксинуса, суммы арктангенса и арккотангенса).

При известном a r c sin α = — π 12 необходимо найти значение a r c cos α , тогда необходимо вычислить арккосинус по формуле:

a r c cos α = π 2 − a r c sin α = π 2 − ( − π 12 ) = 7 π 12 .

Если необходимо найти значение арктангенса или арккотангенса числа a с помощью известного арксинуса или арккосинуса, необходимо производить долгие вычисления, так как стандартных формул нет. Рассмотрим на примере.

Если дан арккосинус числа а равный π 10 , а вычислить арктангенс данного числа поможет таблица тангенсов. Угол π 10 радиан представляет собой 18 градусов, тогда по таблице косинусов видим, что косинус 18 градусов имеет значение 0 , 9511 , после чего заглядываем в таблицу Брадиса.

При поиске значения арктангенса 0 , 9511 определяем, что значение угла имеет 43 градуса и 34 минуты. Рассмотрим по таблице ниже.

Фактически, таблица Брадиса помогает в нахождении необходимого значения угла и при значении угла позволяет определить количество градусов.

Алгебра

Лучшие условия по продуктам Тинькофф по этой ссылке

Дарим 500 ₽ на баланс сим-карты и 1000 ₽ при сохранении номера

. 500 руб. на счет при заказе сим-карты по этой ссылке

Лучшие условия по продуктам
ТИНЬКОФФ по данной ссылке

План урока:

Арккосинус

Напомним, что на единичной окружности косинус угла – это координата х точки А, соответствующей этому углу:

Можно утверждать, что косинус – это ф-ция, которая ставит каждому углу в соответствие некоторую координату х. Теперь предположим, что нам известна эта координата (пусть она будет равна величине а), и по ней надо определить значение угла. Отложим на оси Ох отрезок длиной а, проведем через него вертикальную прямую и отметим ее точки пересечения с единичной окружностью. Если – 1 1 либо а n ,будет равно единице, и мы получим первую серию. Если же n – нечетное число, то, то выражение (– 1) n окажется равным (– 1), и мы получим вторую серию.

Задание. Решите ур-ние

Задание. Запишите корни ур-ния

Теперь будем подставлять в это решение значения n, чтобы найти конкретные значения х. Нас интересуют корни, которые больше π, но меньше 4π, поэтому будем сразу сравнивать полученные результаты с этими числами.

Получили два корня, относящихся к промежутку – это 7π/3 и 8π/3. Нет смысла проверять другие возможные значения n, ведь они будут давать корни, заведомо меньшие 2π/3 или большие 13π/3:

Ответ: 7π/3 и 8π/3.

Как и в случае с косинусом, есть несколько частных случаев, когда решение ур-ния записывается проще. Ур-ние

Это видно из графика, где корням ур-ния соответствуют точки пересечения синусоиды с осью Ох:

Наконец, решениями ур-ния

Решение уравнений tgx = a и ctgx = a

Ур-ния вида tgx = a отличаются тем, что имеют решение при любом значении а. Действительно, построим одну тангенсоиду и проведем горизонтальную линии у = а. При любом а прямая пересечет тангенсоиду, причем ровно в одной точке, которая имеет координаты (arctga; a):

Таким образом, у ур-ния tgx = a существует очевидное решение

Однако напомним, что тангенс является периодической ф-цией, его график представляет собой бесконечное множество тангенсоид, расстояние между которыми равно π. Поэтому корень х = arctga порождает целую серию корней, которую можно записать так:

Задание. Решите ур-ние

Задание. Запишите формулу корней ур-ния

Далее рассмотрим ур-ние вида

Задание. Решите ур-ние

Существует особый случай, когда нельзя заменить котангенс на тангенс. В ур-нии

Из сегодняшнего урока мы узнали про обратные тригонометрические ф-ции – арксинус, арккосинус и арктангенс. Также мы научились находить решения простейших тригонометрических уравнений. Это поможет нам в будущем при изучении более сложных ур-ний.

Обратная тригонометрическая функция: Арккосинус (arccos)

Определение

Арккосинус (arccos) – это обратная тригонометрическая функция.

Арккосинус x определяется как функция, обратная к косинусу x , при -1≤x≤1.

Если косинус угла у равен х (cos y = x), значит арккосинус x равняется y :

Примечание: cos -1 x означает обратный косинус, а не косинус в степени -1.

Например:

arccos 1 = cos -1 1 = 0° (0 рад)

График арккосинуса

Функция арккосинуса пишется как y = arccos (x) . График в общем виде выглядит следующим образом:

Свойства арккосинуса

Ниже в табличном виде представлены основные свойства арккосинуса с формулами.

Обратная тригонометрическая функция: Арккосинус (arccos)

Определение

Арккосинус (arccos) – это обратная тригонометрическая функция.

Арккосинус x определяется как функция, обратная к косинусу x , при -1≤x≤1.

Если косинус угла у равен х (cos y = x), значит арккосинус x равняется y :

Примечание: cos -1 x означает обратный косинус, а не косинус в степени -1.

Например:

arccos 1 = cos -1 1 = 0° (0 рад)

График арккосинуса

Функция арккосинуса пишется как y = arccos (x) . График в общем виде выглядит следующим образом:

Свойства арккосинуса

Ниже в табличном виде представлены основные свойства арккосинуса с формулами.

источники:

http://b4.cooksy.ru/articles/kak-nayti-arkkosinus-na-okruzhnosti

Обратная тригонометрическая функция: Арккосинус (arccos)

  • Определение

  • График арккосинуса

  • Свойства арккосинуса

  • Таблица арккосинусов

Определение

Арккосинус (arccos) – это обратная тригонометрическая функция.

Арккосинус x определяется как функция, обратная к косинусу x, при -1≤x≤1.

Если косинус угла у равен х (cos y = x), значит арккосинус x равняется y:

arccos x = cos-1 x = y

Примечание: cos-1x означает обратный косинус, а не косинус в степени -1.

Например:

arccos 1 = cos-1 1 = 0° (0 рад)

График арккосинуса

Функция арккосинуса пишется как y = arccos (x). График в общем виде выглядит следующим образом:

График арккосинуса

Свойства арккосинуса

Ниже в табличном виде представлены основные свойства арккосинуса с формулами.

Таблица арккосинусов

x arccos x (рад) arccos x (°)
-1 π 180°
-√3/2 5π/6 150°
-√2/2 3π/4 135°
-1/2 2π/3 120°
0 π/2 90°
1/2 π/3 60°
2/2 π/4 45°
3/2 π/6 30°
1 0

microexcel.ru

План урока: 

Арккосинус

Арксинус

Арктангенс

Решение уравнения cosx = a

Решение уравнения sinx = a

Решение уравнений tgx = a и ctgx = a

Арккосинус

Напомним, что на единичной окружности косинус угла – это координата х точки А, соответствующей этому углу:

1ghfhjkk

Можно утверждать, что косинус – это ф-ция, которая ставит каждому углу в соответствие некоторую координату х. Теперь предположим, что нам известна эта координата (пусть она будет равна величине а), и по ней надо определить значение угла. Отложим на оси Ох отрезок длиной а, проведем через него вертикальную прямую и отметим ее точки пересечения с единичной окружностью. Если – 1<а < 1, то должно получиться две точки, которым соответствуют два противоположных угла:

2hgjhj

Получается, что каждому значению числа а соответствует некоторый угол α. А если есть соответствие, то есть и функция:

α = f (a)

В математике ее называют арккосинусом. Записывается она так:

3hgfgh

Вертикальная прямая может пересекать единичную окружность в двух разных точках. Им соответствуют разные углы. Принято считать, что арккосинус – это значение того угла, который лежит в первой или второй четверти, то есть ему соответствует точка, лежащая выше оси Ох. Тогда другая точка пересечения будет соответствовать углу (– arccosa):

4gfgh

Выходит, что арккосинус может принимать только значения из отрезка [0; π]. Дадим определение арккосинуса:

5gfdhg

Задание. Вычислите арккосинус числа 1/2.

Решение. Мы помним, что косинус угла π/3 равен 1/2:

6gfgjhj

Следовательно, arccos 1/2 – это и есть угол π/3:

7fdfg

Ответ: π/3.

Обратим внимание, что если число а равно 1 или (– 1), то его арккосинус равен нулю в первом случае и π во втором:

8gfghfgh

В тех случаях, когда а > 1 либо а <– 1, то соответствующая прямая не пересечет единичную окружность. Это значит, что эти значения не входят в область определения арккосинуса:

9gfghh

Получается, что область определения арккосинуса – это промежуток [– 1; 1].

Для вычисления арккосинусов от отрицательных величин удобно пользоваться формулой

10gfdty

Действительно, если отложить на координатной прямой числа а и (– а), то вертикальные прямые, проходящие через них, пересекут окружность в некоторых точках А и С:

11fdty

Дополнительно обозначим буквой В точку с координатами (1; 0) и буквой D точку с координатами (– 1; 0). Эти точки располагаются на пересечении оси Ох и единичной окружности. Тогда можно записать, что

12fgfhgj

ведь эти два угла образуют вместе развернутый угол ВОD, равный π. С другой стороны, из симметрии очевидно, что углы ∠COD и ∠АОВ равны друг другу, значит, ∠COD = ∠АОВ = arccosa. Тогда

13fgghhjghj

Но ∠СОВ – это арккосинус от (– а), поэтому

14gdfgty

15hfyu

Задание. Вычислите arccos (– 1/2).

Решение. Используем только что полученную формулу:

16hyutyu

17hgyuty

Ответ: 2π/3.

Арксинус

Арккосинус – это ф-ция, обратная косинусу. Аналогично можно вести и другие обратные тригонометрические ф-ции. Пусть нам требуется узнать, синус какого угла равен числу а. Так как синус – это координата у точки на единичной окружности, то достаточно провести горизонтальную линию у = а:

18bgfhy

Прямая может пересечь окружность сразу в двух точках. За арксинус принимают угол, соответствующей точке, расположенной правее оси Оу. Вторая же точка соответствует углу π – arcsin α:

19gnhjjk

Арксинус может быть вычислен и для отрицательного значения а. В этом случае точка пересечения прямой и окружности будет располагаться в IV четверти, а соответствующий ему угол окажется отрицательным:

20nhkjk

При значениях а, равных (– 1) и 1, точка пересечения будет только одна. В этих случаях арксинус окажется равным либо углу π/2, либо углу (– π/2):

21bghjk

Таким образом, арксинус может принимать значения из отрезка [– π/2; π/2], а вычислить его можно для чисел а, принадлежащих отрезку [– 1; 1]. Если же число а выходит за пределы этого промежутка, то горизонтальная прямая не пересекает единичную окружность, а потому ф-ция арксинуса становится неопределенной:

22hghjt

Получается, что областью определения арксинуса является промежуток [– 1; 1], а областью значений – промежуток [– π/2; π/2].

Дадим определение арксинусу:

23gfghy

Задание. Чему равен arcsin0,5?

Решение. Мы знаем, что sinπ/6 = 1/2 = 0,5. Следовательно, арксинус 0,5 равен π/6.

24bgfhy

Для вычисления арксинусов отрицательных углов используется формула

25bgj

Справедливость этой формулы очевидна из картинки:

26bghj

27nhgkjk

Задание. Вычислите arcsin (– 0,5).

Решение. Используем формулу для арксинуса отрицательного числа:

28bgjhj

Арктангенс

Введем ф-цию, обратную тангенсу. Она называется арктангенс.

Напомним, что величину тангенса на координатной плоскости можно получить, если продолжить угол до его пересечения с вертикальной прямой х = 1. Аналогично, чтобы определить арктангенс некоторого числа а, надо отметить на этой прямой точку с координатами (1; а) и соединить её с началом координат:

29bghjf

Несложно видеть, что, какое бы число а нами не было выбрано, мы с помощью построения всегда сможем соединить точку А с началом координат и получить некоторый угол arctga. Это значит, что область определения арктангенса – это вся числовая прямая, то есть промежуток (– ∞; + ∞).

Ещё раз уточним, что вводимые нами функции arcos, arcsin, arctg называются ОБРАТНЫМИ тригонометрическими функциями. C их помощью можно определить угол, если известно значение его синуса, косинуса или тангенса.Образно говоря, обратные триг-кие функции играют в тригонометрии ту же роль, что и квадратные корни при исследовании квадратных ур-ний. Как без квадратных корней невозможно решать квадратные ур-ния, так и без знания об обратных триг-ких функций нельзя решать уже тригом-кие уравнения.

Теперь вернемся к понятию арктангенса. При положительном значении числа а угол arctga будет принадлежать I четверти. Если же а – отрицательное число, то угол arctga окажется также отрицательным и будет принадлежать IV четверти:

30ghjuk

Получается, что величина arctgа может принадлежать промежутку (– π/2; π/2). Обратите внимание, что в данном случае у промежутка круглые скобки. Действительно для углов (– π/2) и π/2 тангенс не определен, а потому арктангенс не может принимать эти два значения.

31gfgh

Задание. Чему равен arctg 1?

Решение. Из таблицы тангенсов мы знаем, что tgπ/4 = 1. Это значит, что

32bgfhgj

Для вычисления арктангенсов отрицательных чисел используют формулу

33bgj

В ее справедливости можно убедиться, взглянув на рисунок:

34gfhj

35nghjh

Задание. Вычислите arctg (– 1).

Решение.

36nhgh

Ответ: – 1

В принципе можно ввести ещё ф-цию, обратную котангенсу – арккотангенс. Однако для решения тригонометрических уравнений, как мы убедимся далее, она не требуется, а поэтому в рамках школьного курса математики ее можно не изучать.

В заключение приведем таблицы, которые помогают вычислять значение обратных тригон-ких функций:

37nfgjhj

Решение уравнения cosx = a

Рассмотрим тригонометрическое уравнение, в левой части которого стоит ф-ция cosx, а в правой – число, например, 0,5:

38hfgh

По определению арккосинуса очевидно, что arccos 0,5 будет его решением, ведь

39hgfgh

Так как arccos 0,5 = π/3, то мы находим очевидный корень х = π/3. И действительно, если подставить это значение в исходное ур-ние, то получится верное равенство:

40gfyu

Значит ли это, что мы решили ур-ние? Нет, ведь мы нашли только один корень, а их может быть несколько. Проведем на единичной окружности вертикальную прямую х = 0,5 и посмотрим, где она пересечет окружность:

41gfdyu

Видно, что есть ещё одна точка пересечения, соответствующая углу (– arccos 0,5). Это значит, что этот угол также является решением ур-ния. Проверим это:

42gfjhj

Здесь мы использовали тот факт, косинус – четная функция, то есть

43gfgjhj

Итак, число – π/3 также является корнем ур-ния. Есть ли ещё какие-нибудь корни? Оказывается, есть. Построим график ф-ции у = cosx и посмотрим, где ее пересекает прямая у = 0,5:

44hgfjhj

Оказывается, прямая пересекает график в бесконечном количестве точек! Это связано с периодичностью ф-ции у = cosx. Период этой ф-ции равен 2π, то есть

45bgjhj

Поэтому, если число π/3 является решением ур-ния, то так же решением будут и число π/3 + 2π. Но к этому числу можно ещё раз добавить 2π и получить число π/3 + 4π. И оно тоже будет корнем. С другой стороны, период можно не только добавлять, но и вычитать, поэтому корнями ур-ния окажутся числа π/3 – 2π, π/3 – 4π и т.д. Как же записать все эти бесчисленные решения? Для этого используется такая запись:

46hhkjk

Запись «π/3+ 2πn» называется серией решений. Она включает в себя бесконечное количество значений х, которые обращают ур-ние в справедливое равенство. Достаточно выбрать любое целое число и подставить его в серию решений. Например, при n = 0 получим решение

47hgfj

При n = 5 получим корень

48hgjj

При n = – 10 у нас получится решение

49jhkjk

Однако помимо серии х = π/3 + 2πn решениями ур-ния будет определять ещё одна серия:

50hgfyu

Действительно, число (– π/3) является корнем, но не входит в первую серию. Поэтому оно порождает собственную серию корней. Так, подставив в эту серию n = 4, получим корень

51ghjhj

Итак, решением ур-ния являются две серии решений. Заметим, что каждой серии решений с периодом 2π соответствует ровно одна точка на единичной окружности:

52hjkjk

Объединить же обе серии можно одной записью:

53ghyu

Напомним, что мы решали ур-ние

54gfhyu

и получили для него решение

55bggfh

Число π/3 появилось в записи по той причине, что arccos 0,5 = π/3. Поэтому в общем случае, когда ур-ние имеет вид

56hgi

где а – некоторое число, его решением будут все такие х, что

57jhjk

58jyui

Для краткости запись «n– целое число» заменяют эквивалентной записью

«n ∈ Z»

Напомним, что буквой Z обозначают множество целых чисел.

Задание. Решите ур-ние

59nhgj

Решение. Вспомним, что

60hgfhf

Задание. Решите ур-ние

61gfty

Решение. В таблице стандартных углов нет такого числа, у которого косинус равен 0,25. Поэтому вычислить значение arccos 0,25 мы не сможем. Но для записи решения и не нужно его вычислять:

62kgit

Иногда встречаются задачи, в которых надо не просто решить ур-ние, но и выбрать некоторые его корни, удовлетворяющие определенному условию. Процедуру выбора корней, удовлетворяющих условию задачи, часто называют отбором корней. Заметим, что иногда при отборе корней удобнее записывать решение ур-ние не в виде одной серии, а в виде двух серий, у каждой из которых период равен 2π. Рассмотрим отбор корней на примере.

Задание. Укажите три наименьших положительных корня ур-ния

63bgh

Решение. Так как

64gfdgd

то все решения образуют две серии:

65gfdfg

Начнем подставлять вместо n целые числа и выпишем из каждой серии несколько чисел. Так мы сможем найти наименьшие положительные числа в каждой серии.

Для первой серии:

66gfdfg

Для второй серии:

67gdffgs

Отметим все найденные корни на координатной прямой (схематично, не выдерживая масштаб):

68gfdgs

Видно, что тремя наименьшими положительными корнями являются числа π/4, 7π/4 и 9π/4

Ответ: π/4, 7π/4 и 9π/4.

Отметим, что возможны три частных случая, когда две серии решений сливаются в одну. Для ур-ния

69fhgh

На графике видно, что этим значениям х соответствуют вершины синусоиды. Решениями же ур-ния

70gfdhgh

являются точки, в которых график пересекает ось Ох:

71gdfg

Отдельно отметим, что если правая часть в ур-нии – это число, большее единицы или меньшее (– 1), то ур-ние корней не имеет, ведь область определения косинуса – это отрезок [– 1; 1].

Решение уравнения sinx = a

Ур-ние cosx = a называют простейшим тригонометрическим уравнением, ведь, ведь для его решения не требуется проводить никаких преобразований. Аналогично простейшими являются ур-ния sinx = a, tgx = a и ctgx = a.

Ситуация с ур-нием sinx = a аналогична ситуации с косинусом. Если число а не принадлежит промежутку [– 1; 1], то корней у ур-ния не будет. Если же число а будет принадлежать этому промежутку, то у ур-ния окажется бесконечное число решений.

Рассмотрим случай, когда 0<а< 1. Тогда решениями ур-ния окажутся числа arcsina и π – arcsina:

72jgjfkd

В свою очередь каждое из этих двух решений порождает свою собственную бесконечную серию решений

73fdhh

Однако, как и в случае с косинусом, существует способ записать одной формулой сразу оба этих решения. Для этого перепишем первую серию таким образом:

74gfjhjh

Действительно, если n окажется четным, то, то выражение (– 1)n,будет равно единице, и мы получим первую серию. Если же n – нечетное число, то, то выражение (– 1)n окажется равным (– 1), и мы получим вторую серию.

75ggfdhgh

Задание. Решите ур-ние

76gghj

Задание. Запишите корни ур-ния

77gdhgh

Теперь будем подставлять в это решение значения n, чтобы найти конкретные значения х. Нас интересуют корни, которые больше π, но меньше 4π, поэтому будем сразу сравнивать полученные результаты с этими числами.

78dfgf

Получили два корня, относящихся к промежутку – это 7π/3 и 8π/3. Нет смысла проверять другие возможные значения n, ведь они будут давать корни, заведомо меньшие 2π/3 или большие 13π/3:

79gfdfg

Ответ: 7π/3 и 8π/3.

Как и в случае с косинусом, есть несколько частных случаев, когда решение ур-ния записывается проще. Ур-ние

80gdfhg

Это видно из графика, где корням ур-ния соответствуют точки пересечения синусоиды с осью Ох:

81jhdfg

Решениями ур-ния

82kjhgfg

83gtyui

Наконец, решениями ур-ния

84hkjhjk

Решение уравнений tgx = a и ctgx = a

Ур-ния вида tgx = a отличаются тем, что имеют решение при любом значении а. Действительно, построим одну тангенсоиду и проведем горизонтальную линии у = а. При любом а прямая пересечет тангенсоиду, причем ровно в одной точке, которая имеет координаты (arctga; a):

85ghyu

Таким образом, у ур-ния tgx = a существует очевидное решение

x = arctg a

Однако напомним, что тангенс является периодической ф-цией, его график представляет собой бесконечное множество тангенсоид, расстояние между которыми равно π. Поэтому корень х = arctga порождает целую серию корней, которую можно записать так:

86gdfgy

87fgjt

88yiui

Задание. Решите ур-ние

89gfjdg

Задание. Запишите формулу корней ур-ния

90fjdfgfg

Далее рассмотрим ур-ние вида

91gfdgu

Задание. Решите ур-ние

92gjiyu

Существует особый случай, когда нельзя заменить котангенс на тангенс. В ур-нии

93jkyllu

Из сегодняшнего урока мы узнали про обратные тригонометрические ф-ции – арксинус, арккосинус и арктангенс. Также мы научились находить решения простейших тригонометрических уравнений. Это поможет нам в будущем при изучении более сложных ур-ний.

  1. Понятие арккосинуса
  2. График и свойства функции y=arccosx
  3. Уравнение cos⁡x=a
  4. Формула арккосинуса отрицательного аргумента
  5. Примеры

Определение косинуса через отношение сторон прямоугольника и с помощью числовой окружности – см. §2 данного справочника.
Свойства функции y=cosx на всей области определения (xinmathbb{R}) — см. §5 данного справочника.
Определение и свойства взаимно обратных функций — см. §2 справочника для 9 класса.

п.1. Понятие арккосинуса

В записи (y=cosx) аргумент x — это значение угла (в градусах или радианах), функция y – косинус угла, действительное число в пределах [-1;1]. Т.е., по заданному углу мы находим косинус.
Можно поставить обратную задачу: по заданному косинусу найти угол. Но одному значению косинуса соответствует бесконечное количество углов. Например, если (cosx=1), то (x=2pi k, kinmathbb{Z}); (cosx=0), то (x=fracpi2+pi k, kinmathbb{Z}) и т.д.
Поэтому, чтобы построить однозначную обратную функцию, ограничим значения углов x отрезком, на котором косинус принимает все значения из [-1;1], но только один раз: (0leq xleq pi) (верхняя половина числовой окружности).

Арккосинусом числа (a left( |a|leq 1 right) ) называется такое число (xin[0;pi]), косинус которого равен (a). $$ begin{cases} arccosa=x\ |a|leq 1 end{cases} Leftrightarrow begin{cases} cosx=a\ 0leq xleq pi end{cases} $$

Например:

(arccosfrac12=fracpi3, arccosleft(-frac{sqrt{3}}{2}right)=frac{5pi}{6})
(arccos2) – не существует, т.к. 2> 1

п.2. График и свойства функции y=arccosx

График и свойства функции y=arccos x
1. Область определения (-1leq xleq1).
2. Функция ограничена сверху и снизу (0leq arccosxleq pi). Область значений (yin[0;pi])
3. Максимальное значение (y_{max}=pi) достигается в точке x =-1
Минимальное значение (y_{min}=0) достигается в точке x =1
4. Функция убывает на области определения.
5. Функция непрерывна на области определения.

п.3. Уравнение cos⁡x=a

Уравнение cos⁡x=a Значениями арккосинуса могут быть только углы от 0 до π (180°). А как выразить другие углы через арккосинус?

Углы в нижней части числовой окружности записывают через отрицательный арккосинус. А углы, которые превышают π по модулю, записывают через сумму арккосинуса и величины, которая ‘не помещается» в область значений арккосинуса.

Например:

1) Решим уравнение (cosx=frac12).
Найдем точку (frac12) в числовой окружности на оси косинусов (ось OX). Построим вертикаль – перпендикуляр, проходящий через точку. Он пересечёт числовую окружность в двух точках, соответствующих углам (pmfracpi3) — это базовые корни.
Если взять верхний корень (fracpi3) и прибавить к нему полный оборот (fracpi3+2pi=frac{7pi}{3}), косинус полученного угла (cosfrac{7pi}{3}=frac12), т.е. (frac{7pi}{3}) также является корнем уравнения. Корнями будут и все другие углы вида (fracpi3+2pi k) (с любым количеством добавленных или вычтенных полных оборотов). Аналогично, корнями будут все углы вида (-fracpi3+2pi k).
Получаем ответ: (x=pmfracpi3+2pi k)

Заметим, что полученный ответ является записью вида
(x=pm arccosfrac12+2pi k)
А т.к. арккосинус для (frac12) точно известен и равен (fracpi3), то мы его и пишем в ответе.
Но так бывает далеко не всегда.

2) Решим уравнение (cosx=0,8)

Уравнение cos⁡x=a Найдем точку 0,8 в числовой окружности на оси косинусов (ось OX). Построим вертикаль – перпендикуляр, проходящий через точку. Он пересечёт числовую окружность в двух точках.
По определению верхняя точка – это угол, равный arccos⁡0,8.
Тогда нижняя точка – это тот же угол, но отложенный в отрицательном направлении обхода числовой окружности, т.е. (–arccos⁡0,8).
Добавление или вычитание полных оборотов к каждому из решений даст другие корни.
Получаем ответ:
(x=pm arccos0,8+2pi k)

В общем случае:

Если (|a|leq 1), то уравнение (cosx=a) имеет решения $$ x=pm arccosa+2pi k, kinmathbb{Z} $$ Если (|a|gt 1) уравнение решений не имеет.

п.4. Формула арккосинуса отрицательного аргумента

Докажем полезную на практике формулу для (arccos(-a)).

Формула арккосинуса отрицательного аргумента По построению: $$ begin{cases} angle DA’O=angle BAO=angle CAO=90^{circ}\ OD=OB=OC=1\ OA’=OA=a end{cases} Rightarrow $$ (по катету и гипотенузе) begin{gather*} Delta DA’O=Delta BAO=Delta CAORightarrow\ Rightarrow angle DOC=angle A’OA-alpha+alpha=angle A’OA=180^{circ}=pi\ -arccosa+pi=arccos(-a) end{gather*}

$$ arccos(-a)=pi-arccosa $$

Внимание! (arccos(-a)ne -arccosa)
Арккосинус (и арккотангенс) ни чётный, ни нечётный, в отличие от нечётного арксинуса (и арктангенса).

п.5. Примеры

Пример 1. Найдите функцию, обратную арккосинусу. Постройте графики арккосинуса и найденной функции в одной системе координат.

Для (y=arccosx) область определения (-1leq xleq 1), область значений (0leq yleq pi).
Обратная функция (y=cosx) должна иметь ограниченную область определения (0leq xleq pi) и область значений (-1leq yleq 1).
Строим графики:
Пример 1
Графики симметричны относительно прямой y=x.
Обратная функция найдена верно.

Пример 2. Решите уравнения:

Пример 3. Запишите в порядке возрастания: $$ arccos0,8; arccos(-0,5); arccosfracpi7 $$

Пример 3 Способ 1. Решение с помощью числовой окружности

Отмечаем на оси косинусов (ось OX) точки с абсциссами 0,8; -0,5; (fracpi7approx 0,45)
Значения арккосинусов (углы) считываются на верхней половине окружности: чем меньше косинус (от 1 до -1), тем больше угол (от 0 до π).
Получаем: (angle A_1OAltangle A_2OAangle A_3OA)
$$ arccos0,8lt arccosfracpi7lt arccos(-0,5) $$

Пример 3 Способ 2. Решение с помощью графика (y=arccosx)

Отмечаем на оси OX аргументы 0,8; -0,5; (fracpi7approx 0,45). Восстанавливаем перпендикуляры на кривую, отмечаем точки пересечения. Из точек пересечения с кривой восстанавливаем перпендикуляры на ось OY — получаем значения арккосинусов по возрастанию: $$ arccos0,8lt arccosfracpi7lt arccos(-0,5) $$

Способ 3. Аналитический
Арккосинус – функция убывающая: чем больше аргумент, тем меньше функция.
Поэтому располагаем данные в условии аргументы по убыванию: 0,8; (fracpi7); -0,5.
И записываем арккосинусы по возрастанию: (arccos0,8lt arccosfracpi7lt arccos(-0,5))

Пример 4*. Решите уравнения:
(a) arccos(x^2-3x+3)=0) begin{gather*} x^2-3x+3=cos0=1\ x^2-3x+2=0\ (x-2)(x-1)=0\ x_1=1, x_2=2 end{gather*} Ответ: {1; 2}

(б) arccos^2x-arccosx-6=0)
( text{ОДЗ:} -1leq xleq 1 )
Замена переменных: (t=arccos x, 0leq tleq pi)
Решаем квадратное уравнение: $$ t^2-t-6=0Rightarrow (t-3)(t+2)=0Rightarrow left[ begin{array} {l l} t_1=3\ t_2=-2lt 0 — text{не подходит} end{array} right. $$ Возвращаемся к исходной переменной: begin{gather*} arccosx=3\ x=cos3 end{gather*} Ответ: cos3

(в) arccos^2x-pi arccosx+frac{2pi^2}{9}=0)
( text{ОДЗ:} -1leq xleq 1 )
Замена переменных: (t=arccos x, 0leq tleq pi)
Решаем квадратное уравнение: begin{gather*} t^2-pi t+frac{2pi^2}{9}=0\ D=(pi^2)-4cdot frac{2pi^2}{9}=frac{pi^2}{9}, sqrt{D}=fracpi3\ left[ begin{array} {l l} t_1=frac{pi-fracpi3}{2}=fracpi3\ t_2=frac{pi+fracpi3}{2}=frac{2pi}{3} end{array} right. Rightarrow left[ begin{array} {l l} arccosx_1=fracpi3\ arccosx_2=frac{2pi}{3} end{array} right. Rightarrow left[ begin{array} {l l} x_1=cosleft(fracpi3right)=frac12\ x_2=cosleft(frac{2pi}{3}right)=-frac12 end{array} right. end{gather*} Ответ: (left{pmfrac12right})

Обратные тригонометрические функции — это арксинус, арккосинус, арктангенс и арккотангенс.

Сначала дадим определения.

Арксинусом числа а называется число varphi  in left[-frac{pi }{2} ;frac{pi }{2}right], такое, что sinvarphi  = a. Или, можно сказать, что это такой угол varphi, принадлежащий отрезку left[-frac{pi }{2}, ;frac{pi }{2}right], синус которого равен числу а.

Арккосинусом числа а называется число varphi  in  [0 ; pi ], такое, что cosvarphi  = a.

Арктангенсом числа а называется число varphi  in  left(-frac{pi }{2};frac{pi }{2}right), такое, что tg varphi  = a.

Арккотангенсом числа а называется число varphi  in  left(0 ; pi right), такое, что ctg = a.

Расскажем подробно об этих четырех новых для нас функциях — обратных тригонометрических.

Помните, мы уже встречались с обратными функциями.

Например, арифметический квадратный корень из числа а — такое неотрицательное число, квадрат которого равен а.

{(sqrt{a})}^2=a; sqrt{a}ge 0; age 0.

Логарифм числа b по основанию a — такое число с, что boldsymbol{a^c=b.}

При этом b textgreater 0,, , a textgreater 0,, , ane 1.

Мы понимаем, для чего математикам пришлось «придумывать» новые функции. Например, решения уравнения x^2=5 — это sqrt{5} и -sqrt{5}. Мы не смогли бы записать их без специального символа арифметического квадратного корня.

Понятие логарифма оказалось необходимо, чтобы записать решения, например, такого уравнения: 2^x=7. Решение этого уравнения — иррациональное число {log}_27. Это показатель степени, в которую надо возвести 2, чтобы получить 7.

Так же и с тригонометрическими уравнениями. Например, мы хотим решить уравнение sinx = frac{1}{4}.

Ясно, что его решения соответствуют точкам на тригонометрическом круге, ордината которых равна frac{1}{4}. И ясно, что это не табличное значение синуса. Как же записать решения?

Здесь не обойтись без новой функции, обозначающей угол, синус которого равен данному числу a. Да, все уже догадались. Это арксинус.

Угол, принадлежащий отрезку left[-frac{pi }{2}, ;frac{pi }{2}right], синус которого равен frac{1}{4} — это арксинус одной четвертой. И значит, серия решений нашего уравнения, соответствующая правой точке на тригонометрическом круге, — это arcsin frac{1}{4}+2 pi n,, nin Z.

А вторая серия решений нашего уравнения — это pi -arcsin frac{1}{4}+2 pi n,, nin Z.

Подробнее о решении тригонометрических уравнений — здесь.

Осталось выяснить — зачем в определении арксинуса указывается, что это угол, принадлежащий отрезку left[-frac{pi }{2}, ;frac{pi }{2}right]?

Дело в том, что углов, синус которых равен, например, frac{1}{4}, бесконечно много. Нам нужно выбрать какой-то один из них. Мы выбираем тот, который лежит на отрезке left[-frac{pi }{2}, ;frac{pi }{2}right].

Взгляните на тригонометрический круг. Вы увидите, что на отрезке left[-frac{pi }{2}, ;frac{pi }{2}right] каждому углу соответствует определенное значение синуса, причем только одно. И наоборот, любому значению синуса из отрезка [-1;1] отвечает одно-единственное значение угла на отрезке left[-frac{pi }{2}, ;frac{pi }{2}right]. Это значит, что на отрезке [-1;1] можно задать функцию y={arcsin x,  } принимающую значения от -frac{pi }{2} до frac{pi }{2}.

Повторим определение еще раз:

Арксинусом числа a называется число varphi in left[-frac{pi }{2}, ;frac{pi }{2}right], такое, что sin{mathbf varphi } = a.

Обозначение: varphi = arcsina. Область определения арксинуса — отрезок [-1;1]. Область значений — отрезок left[-frac{pi }{2}, ;frac{pi }{2}right].

Можно запомнить фразу «арксинусы живут справа». Не забываем только, что не просто справа, но ещё и на отрезке left[-frac{pi }{2}, ;frac{pi }{2}right].

Мы готовы построить график функции y = arcsin x.

Как обычно, отмечаем значения х по горизонтальной оси, а значения у — по вертикальной.

Поскольку x = sin y, следовательно, х лежит в пределах от -1 до 1.

Значит, областью определения функции y = arcsin x является отрезок [-1;1].

Мы сказали, что у принадлежит отрезку left[-frac{pi }{2}, ;frac{pi }{2}right]. Это значит, что областью значений функции y = arcsin x является отрезок left[-frac{pi }{2}, ;frac{pi }{2}right].

Заметим, что график функции y=arcsinx весь помещается в области, ограниченной линиями x= -1; , x = 1, , y= -frac{pi}{2} и y= frac{pi}{2} .

Как всегда при построении графика незнакомой функции, начнем с таблицы.

По определению, арксинус нуля — это такое число из отрезка [-frac{pi}{2} ; frac{pi}{2} ], синус которого равен нулю. Что это за число? — Понятно, что это ноль.

Аналогично, арксинус единицы — это такое число из отрезка [-frac{pi}{2} ; frac{pi}{2} ], синус которого равен единице. Очевидно, это frac{pi}{2} .

Продолжаем: arcsin frac{1}{2} — это такое число из отрезка [-frac{pi}{2} ; frac{pi}{2} ], синус которого равен frac{1}{2}. Да, это frac{pi}{6}.

x -1 -frac{1}{2} 0 frac{1}{2} 1
y = arcsinx -frac{pi}{2} -frac{pi}{6} 0 frac{pi}{6} frac{pi}{2}

Строим график функции y = arcsinx.

Свойства функции y = arcsinx

1. Область определения D(y): x in left[-1;1right]

2. Область значений E (y): y in left[-frac{pi }{2}, ;frac{pi }{2}right]

3. arcsin(- x) = arcsinx, то есть эта функция является нечетной. Ее график симметричен относительно начала координат.

4. Функция y = arcsinx монотонно возрастает. Ее наименьшее значение, равное — frac{ pi }{2}, достигается при x=-1, а наибольшее значение, равное frac{pi}{2}, при x = 1.

5. Что общего у графиков функций y=sin x и y=arcsin x? Не кажется ли вам, что они «сделаны по одному шаблону» — так же, как правая ветвь функции y=x^2 и график функции y=sqrt{x} , или как графики показательной и логарифмической функций?

Представьте себе, что мы из обычной синусоиды вырезали небольшой фрагмент от -frac{pi}{2} до frac{pi}{2} , а затем развернули его вертикально — и мы получим график арксинуса.

То, что для функции y=sin x на этом промежутке — значения аргумента, то для арксинуса будут значения функции. Так и должно быть! Ведь синус и арксинус — взаимно-обратные функции. Другие примеры пар взаимно обратных функций — это y = x^2 при xgeq 0 и y= sqrt{x}, а также показательная и логарифмическая функции.

Напомним, что графики взаимно обратных функций симметричны относительно прямой y=x.

Аналогично, определим функцию y={arccos x}. Только отрезок нам нужен такой, на котором каждому значению угла соответствует свое значение косинуса, а зная косинус, можно однозначно найти угол. Нам подойдет отрезок [0;pi ].

Арккосинусом числа a называется число {mathbf varphi } in [0;pi ], такое, что cos varphi = a.

Легко запомнить: «арккосинусы живут сверху», и не просто сверху, а на отрезке [0;pi ].

Обозначение: varphi = arccosa. Область определения арккосинуса — отрезок [-1;1]. Область значений — отрезок [0;pi ].

Очевидно, отрезок [0;pi ] выбран потому, что на нём каждое значение косинуса принимается только один раз. Иными словами, каждому значению косинуса, от -1 до 1, соответствует одно-единственное значение угла из промежутка [0;pi ].

Арккосинус не является ни чётной, ни нечётной функцией. Зато мы можем использовать следующее очевидное соотношение: arccos(-a) = pi - arccosa.

Построим график функции y = arccosx.

Нам нужен такой участок функции y = cosx, на котором она монотонна, то есть принимает каждое свое значение ровно один раз.

Выберем отрезок left[0; pi right]. На этом отрезке функция y = cosx монотонно убывает, то есть соответствие между множествами left[0; pi right] и left[-1; 1right] взаимно однозначно. Каждому значению х соответствует свое значение у. На этом отрезке существует функция, обратная к косинусу, то есть функция у = arccosx.

Заполним таблицу, пользуясь определением арккосинуса.

Арккосинусом числа х, принадлежащего промежутку [-1; 1], будет такое число y, принадлежащее промежутку [0;pi ], что x=cos y.

Значит, arccos 1 = 0, поскольку cos0 = 1;

arccos (-1) = pi, так как cos pi = -1;

arccos 0 = frac{pi}{2} , так как cos frac{pi}{2} = 0,

arccos frac{1}{2} = frac{pi }{3}, так как cos frac{pi }{3} = 0,

x -1 -frac{1}{2} 0 frac{1}{2} 1
arccosx pi frac{2pi}{3} frac{pi}{2} frac{pi}{3} 0

Вот график арккосинуса:

Свойства функции y = arccosx:

1. Область определения D(y): x in left[-1;1right]

2. Область значений E (y): y in left[0; pi right]

3. arccos(- x) = pi - arccosx

Эта функция общего вида — она не является ни четной, ни нечетной.

4. Функция является строго убывающей. Наибольшее значение, равное pi, функция у = arccosx принимает при x=-1, а наименьшее значение, равное нулю, принимает при x=1.

5. Функции y = cos x и y = arccosx являются взаимно обратными.

Следующие — арктангенс и арккотангенс.

Арктангенсом числа a называется число varphi in left(-frac{pi }{2}, ;frac{pi }{2}right), такое, что tg{mathbf varphi } = a.

Обозначение: varphi = arctga. Область определения арктангенса — промежуток (-infty; +infty). Область значений — интервал left(-frac{pi }{2}, ;frac{pi }{2}right).

Почему в определении арктангенса исключены концы промежутка — точки pm frac {pi}{2}? Конечно, потому, что тангенс в этих точках не определён. Не существует числа a, равного тангенсу какого-либо из этих углов.

Построим график арктангенса. Согласно определению, арктангенсом числа х называется число у, принадлежащее интервалу (-frac{pi}{2} ; frac{pi}{2} ), такое, что tg y =x.

Как строить график — уже понятно. Поскольку арктангенс — функция обратная тангенсу, мы поступаем следующим образом:

— Выбираем такой участок графика функции y = tg x, где соответствие между х и у взаимно однозначное. Это интервал Ц На этом участке функция y = tg x принимает значения от -infty до +infty.

Тогда у обратной функции, то есть у функции y=arctg,x, область, определения будет вся числовая прямая, от -infty до +infty, а областью значений — интервал (-frac{pi}{2} ; frac{pi}{2} ).

Дальше рассуждаем так же, как при построении графиков арксинуса и арккосинуса.

tg 0 = 0, значит, arctg 0 = 0

tg frac{pi}{4} = 1, значит, arctg 1 = frac{pi}{4}

tg (-frac{pi}{4}) = -1, значит, arctg (-1) = - frac{pi}{4}.

А что же будет при бесконечно больших значениях х? Другими словами, как ведет себя эта функция, если х стремится к плюс бесконечности?

Мы можем задать себе вопрос: для какого числа из интервала (-frac{pi}{2} ; frac{pi}{2} ) значение тангенса стремится к бесконечности? — Очевидно, это frac{pi}{2} .

А значит, при бесконечно больших значениях х график арктангенса приближается к горизонтальной асимптоте y=frac{pi}{2} .

Аналогично, если х стремится к минус бесконечности, график арктангенса приближается к горизонтальной асимптоте y= - frac{pi}{2} .

На рисунке — график функции y =arctg x

Свойства функции y=arctg,x

1. Область определения D(y): x in R

2. Область значений E (y): y in (-frac{pi}{2} ; frac{pi}{2} )

3. Функция y=arctg,x нечетная.

4. Функция y=arctg,x является строго возрастающей.

5. Прямые y= - frac{pi}{2} и y= frac{pi}{2} — горизонтальные асимптоты данной функции.

6. Функции y = tg x и y = arctg x являются взаимно обратными — конечно, когда функция y = tg x рассматривается на промежутке (-frac{pi}{2} ; frac{pi}{2} )

Аналогично, определим функцию арккотангенс и построим ее график.

Арккотангенсом числа a называется число {mathbf varphi } in (0{mathbf ;}{mathbf pi }), такое, что ctg{mathbf varphi } = a.

График функции y = arcctg x:

Свойства функции y=arcctg,x

1. Область определения D(y): x in R

2. Область значений E (y): y in (0; pi )

3. Функция y=arcctg ,x — общего вида, то есть ни четная, ни нечетная.

4. Функция y=arcctg,x является строго убывающей.

5. Прямые y= 0 и y= pi — горизонтальные асимптоты данной функции.

6. Функции y = ctg x и y = arcctg x являются взаимно обратными, если рассматривать y = ctg x на промежутке (0; pi ).

Спасибо за то, что пользуйтесь нашими материалами.
Информация на странице «Обратные тригонометрические функции и их графики» подготовлена нашими редакторами специально, чтобы помочь вам в освоении предмета и подготовке к экзаменам.
Чтобы успешно сдать нужные и поступить в ВУЗ или колледж нужно использовать все инструменты: учеба, контрольные, олимпиады, онлайн-лекции, видеоуроки, сборники заданий.
Также вы можете воспользоваться другими материалами из разделов нашего сайта.

Публикация обновлена:
08.05.2023

Понравилась статья? Поделить с друзьями:
  • Как найти владельца потерянной вещи
  • Как найти человека 1898 года рождения
  • Как найти мобильное устройство самсунг
  • Как найти время во всем преуспеть
  • Как найти iwatch через iphone