【大学衔接】高中没咋讲,大学默认会的反三角函数,一个视频学懂!|高数上
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反三角函数是高等数学中的一个重要知识点,对于学习高等数学的学生来说具有重要的参考价值。本文将系统地介绍反三角函数的基本概念、性质和解题方法,帮助读者全面掌握这一知识点。
反三角函数
1. 反函数的概念及图像特点
反函数是函数的逆向问题。例如,从圆的已知半径求周长,推广到已知周长求半径,自变量与因变量互换,则成为反函数。
反函数的数学定义:
注:并不是所有函数都有反函数
如y=x的平方,由于函数输出一自变量,只能有唯一的因变量,故在定义域上没有反函数。但可以限定函数的范围,当x≥0时,该函数具有反函数,其函数必须为单射,才存在反函数。
- 反函数的图像与原函数的图像关系:两函数关于y=x直线对称
经典反函数:如对数函数与指数函数互为反函数
2. 反正弦函数 arcsinx
arc符号的解释:自变量输入一正弦值∈[-1,1],输出其对应的角度,arc意为弧,
反三角函数具有单值性,故仅当原函数y=sinx的x∈[-π/2,π/2]上时,才具有反函数(此时反函数才能对应到唯一的因变量)能写为x=arcsiny
反正弦函数的相关性质:
(如图就是反正弦的函数的全部部分,是有界无周期函数)
求反三角函数→逆向思维求解
例1: x要在-1到1间才成立,D正确
例2: 当y=sinx定义域取到其它范围时的解题步骤
- 先将x移到相应的主值区间,如该题改写为π-x,重写原三角函数
- 利用诱导公式,sin(π-x)=sinx=y,此时π-x在主值区间内,则π-x=arcsiny,反函数为y=π-arcsinx
若把原题范围改为[2π,5/2π],其范围和主值范围黄色相差一个周期,即x=arcsiny+2π
关键点:运用主值区间求解
3. 反余弦函数 arccosx
其他反三角函数只改变区间,逆向思维和主值区间的思考方式不变
arccos的小结论:
①:arccosx与arccos-x互补,两弧度之和为π
②:与反正弦函数相同
③:arcsinx与arccosx互余,两弧度之和为π/2
可用诱导公式和反解证明
互余的本质:直角三角形中,两锐角即为两函数值
例3: 注意不可直接抵消,θ必须要在0到π之间,先将θ换为0到π之间再进行求解
4. 反正切函数 arctanx
注:端点值无法取到
arctanx同样有上下界π/2
例4: 对于arctan(tanx),由于无法确定a是否在主值区间中,故不可直接变为x
先转为主值区间,运用换元法,t=x-kπ(定义域内),y=arctan(tan(t+kπ)),再运用诱导公式,arctan(tant)=t=x-kπ,故该函数有周期,周期为π
5. 反余切函数 arccot
arccot的小结论与arccos完全同理
小练习的解析可见评论区
总结
反三角函数即为三角函数的反函数,每种函数都有对应的定义域,即主值区间
关于反三角函数的习题与结论,都是围绕着主值区间和诱导公式进行求解的