Grafico dell'arcoseno e proprietà. Funzioni trigonometriche inverse, loro grafici e formule

Funzioni trigonometriche inverse(funzioni circolari, funzioni arco) - funzioni matematiche inverse alle funzioni trigonometriche.

arcoseno(indicato come arcoseno x; arcoseno x- questo è l'angolo peccato suoi pari X).

arcoseno (y = arcoseno x) - funzione trigonometrica inversa a peccato (x = peccato y), che ha un dominio e un insieme di valori . In altre parole, restituisce l'angolo in base al suo valore peccato.

Funzione y=peccato xè continuo e limitato lungo tutta la sua retta numerica. Funzione y=arcoseno x- aumenta rigorosamente.

Proprietà della funzione arcoseno.

Trama dell'arcoseno.

Ottenere la funzione arcoseno.

C'è una funzione y = peccato x. In tutto il suo dominio di definizione è monotono a tratti, quindi la corrispondenza inversa y = arcoseno x non è una funzione. Pertanto, consideriamo il segmento su cui aumenta solo e assume ciascun valore dell'intervallo di valori - . Perché per funzione y = peccato x nell'intervallo tutti i valori della funzione si ottengono con un solo valore dell'argomento, il che significa che su questo intervallo esiste una funzione inversa y = arcoseno x, il cui grafico è simmetrico al grafico della funzione y = peccato x su un segmento relativamente rettilineo y = x.

Problemi relativi alle funzioni trigonometriche inverse vengono spesso proposti negli esami finali delle scuole e negli esami di ammissione in alcune università. Uno studio approfondito di questo argomento può essere conseguito solo nelle classi opzionali o nei corsi opzionali. Il corso proposto è pensato per sviluppare al massimo le capacità di ogni studente e migliorare la sua preparazione matematica.

Il corso dura 10 ore:

1.Funzioni arcsin x, arccos x, arctg x, arcctg x (4 ore).

2.Operazioni sulle funzioni trigonometriche inverse (4 ore).

3. Operazioni trigonometriche inverse su funzioni trigonometriche (2 ore).

Lezione 1 (2 ore) Argomento: Funzioni y = arcsin x, y = arccos x, y = arctan x, y = arcctg x.

Obiettivo: copertura completa di questo problema.

1.Funzione y = arcoseno x.

a) Per la funzione y = sin x sul segmento esiste una funzione inversa (a valore singolo), che abbiamo concordato di chiamare arcoseno e denotarla come segue: y = arcsin x. Il grafico della funzione inversa è simmetrico con il grafico della funzione principale rispetto alla bisettrice degli angoli di coordinata I - III.

Proprietà della funzione y = arcoseno x.

1) Dominio di definizione: segmento [-1; 1];

2)Area di modifica: segmento;

3)Funzione y = arcsin x dispari: arcsin (-x) = - arcsin x;

4)La funzione y = arcsin x è monotonicamente crescente;

5) Il grafico interseca gli assi Ox, Oy nell'origine.

Esempio 1. Trova a = arcoseno. Questo esempio può essere formulato in dettaglio come segue: trova un argomento a, compreso nell'intervallo da a, il cui seno sia uguale a.

Soluzione. Esistono innumerevoli argomenti il ​​cui seno è uguale a , ad esempio: eccetera. Ma a noi interessa solo l'argomento relativo al segmento. Questo sarebbe il ragionamento. COSÌ, .

Esempio 2. Trova .Soluzione. Argomentando nello stesso modo dell'Esempio 1, otteniamo .

b) esercizi orali. Trova: arcsin 1, arcsin (-1), arcsin, arcsin(), arcsin, arcsin(), arcsin, arcsin(), arcsin 0. Esempio di risposta: , Perché . Hanno senso le espressioni: ; arcoseno 1,5; ?

c) Disporre in ordine crescente: arcsin, arcsin (-0,3), arcsin 0,9.

II. Funzioni y = arccos x, y = arctg x, y = arcctg x (simile).

Lezione 2 (2 ore) Argomento: Funzioni trigonometriche inverse, loro grafici.

Scopo: in questa lezione è necessario sviluppare abilità nel determinare i valori delle funzioni trigonometriche, nella costruzione di grafici di funzioni trigonometriche inverse utilizzando D (y), E (y) e le trasformazioni necessarie.

In questa lezione, completa gli esercizi che includono la ricerca del dominio di definizione, il dominio del valore delle funzioni del tipo: y = arcsin, y = arccos (x-2), y = arctg (tg x), y = arccos.

Dovresti costruire i grafici delle funzioni: a) y = arcoseno 2x; b) y = 2 arcoseno 2x; c) y = arcoseno;

d) y = arcoseno; e) y = arcoseno; e) y = arcoseno; g) y = | arcosen | .

Esempio. Tracciamo y = arccos

Puoi includere i seguenti esercizi nei tuoi compiti: costruisci grafici di funzioni: y = arccos, y = 2 arcctg x, y = arccos | x| .

Grafici di funzioni inverse

Obiettivo: espandere la conoscenza matematica (questo è importante per coloro che entrano in specialità con maggiori requisiti di formazione matematica) introducendo relazioni di base per le funzioni trigonometriche inverse.

Materiale per la lezione.

Alcune semplici operazioni trigonometriche sulle funzioni trigonometriche inverse: peccato (arcoseno x) = x , i xi ? 1; cos (arcocos x) = x, i xi? 1; tg (arctg x)= x , x I R; ctg (arcctg x) = x , x I R.

Esercizi.

a) tg (1.5 + arctg 5) = - ctg (arctg 5) = .

ctg (arctgx) = ; tg (arcctg x) = .

b) cos (+ arcoseno 0,6) = - cos (arcoseno 0,6). Sia arcsin 0,6 = a, sin a = 0,6;

cos (arcoseno x) = ; peccato (arccos x) = .

Nota: prendiamo il segno “+” davanti alla radice perché a = arcsin x soddisfa .

c) sin (1,5 + arcosen) Risposta: ;

d) ctg (+ arctg 3).Risposta: ;

e) tg ( – arcctg 4). Risposta: .

e) cos (0,5 + arcocos). Risposta: .

Calcolare:

a) peccato (2 arctan 5) .

Sia arctan 5 = a, allora sin 2 a = o peccato (2 arctan 5) = ;

b) cos (+ 2 arcoseno 0,8). Risposta: 0,28.

c) arctg + arctg.

Sia a = arctg, b = arctg,

allora tg(a + b) = .

d) peccato (arcoseno + arcoseno).

e) Dimostrare che per ogni x I [-1; 1] vero arcosen x + arcocos x = .

Prova:

arcosen x = – arcocos x

sin (arcsin x) = sin ( – arccos x)

x = cos (arco x)

Per risolverlo da solo: sin (arccos), cos (arcsin), cos (arcsin ()), sin (arctg (- 3)), tg (arccos), ctg (arccos).

Per una soluzione casalinga: 1) sin (arcsin 0,6 + arctan 0); 2) arcoseno + arcoseno ; 3) ctg ( – arccos 0,6); 4) cos (2 arcctg 5) ; 5) sin (1,5 – arcosen 0,8); 6) arcog 0,5 – arcog 3.

Obiettivo: in questa lezione, dimostrare l'uso dei rapporti nella trasformazione di espressioni più complesse.

Materiale per la lezione.

PER VIA ORALE:

a) sin (arccos 0,6), cos (arcsin 0,8);

b) tg (arcсtg 5), ctg (arctg 5);

c) sin (arctg -3), cos (arcñtg());

d) tg (arccos), ctg (arccos()).

PER SCRITTO:

1) cos (arcoseno + arcoseno + arcoseno).

2) cos (arctg 5–arccos 0,8) = cos (arctg 5) cos (arccos 0,8) + sin (arctg 5) sin (arccos 0,8) =

3) tg ( - arcoseno 0,6) = - tg (arcoseno 0,6) =

4)

Il lavoro indipendente aiuterà a identificare il livello di padronanza del materiale.

Per i compiti puoi suggerire:

1) ctg (arctg + arctg + arctg); 2) peccato 2 (arctg 2 – arcctg ()); 3) sin (2 arctg + tan ( arcsin )); 4) peccato(2 arctg); 5) tg ( (arcoseno))

Obiettivo: formare gli studenti alla comprensione delle operazioni trigonometriche inverse su funzioni trigonometriche, concentrandosi sull'aumento della comprensione della teoria oggetto di studio.

Quando si studia questo argomento, si presume che il volume del materiale teorico da memorizzare sia limitato.

Materiale della lezione:

Puoi iniziare a imparare nuovo materiale studiando la funzione y = arcoseno (sin x) e tracciandone il grafico.

3. Ogni x I R è associato a y I, cioè<= y <= такое, что sin y = sin x.

4. La funzione è dispari: sin(-x) = - sin x; arcsin(sin(-x)) = - arcsin(sin x).

6. Grafico y = arcoseno (sin x) su:

a) 0<= x <= имеем y = arcsin(sin x) = x, ибо sin y = sin x и <= y <= .

B)<= x <= получим y = arcsin (sin x) = arcsin ( - x) = - x, ибо

peccato y = peccato ( – x) = peccato x , 0<= - x <= .

COSÌ,

Avendo costruito y = arcsin (sin x) su , proseguiamo simmetricamente attorno all'origine su [- ; 0], data la stranezza di questa funzione. Usando la periodicità, continuiamo lungo l'intera linea numerica.

Quindi scrivi alcune relazioni: arcsin (sin a) = a se<= a <= ; arccos (cos UN ) = a se 0<= a <= ; arctg (tg a) = a se< a < ; arcctg (ctg a) = a , если 0 < a < .

E fai i seguenti esercizi:a) arccos(sin 2).Risposta: 2 - ; b) arcoseno (cos 0,6) Risposta: - 0,1; c) arctg (tg 2) Risposta: 2 - ;

d) arcctg(tg 0,6). Risposta: 0,9; e) arccos (cos ( - 2)) Risposta: 2 - ; e) arcoseno (seno ( - 0,6)). Risposta: - 0,6; g) arctg (tg 2) = arctg (tg (2 - )). Risposta: 2 - ; h) arcctg (tg 0,6). Risposta: - 0,6; - arctan x; e) arccos + arccos

Definizione e notazione

L'arcoseno è talvolta indicato come segue:
.

Grafico della funzione arcoseno

Grafico della funzione y = arcoseno x

Il grafico dell'arcoseno si ottiene dal grafico del seno se gli assi delle ascisse e delle ordinate vengono invertiti. Per eliminare ambiguità, l'intervallo di valori è limitato all'intervallo su cui la funzione è monotona. Questa definizione è chiamata valore principale dell'arcoseno.

Arcocoseno, arccos

Definizione e notazione

L'arcocoseno è talvolta indicato come segue:
.

Grafico della funzione arcocoseno

Grafico della funzione y = arccos x

Il grafico dell'arcocoseno si ottiene dal grafico del coseno se gli assi delle ascisse e delle ordinate vengono invertiti. Per eliminare ambiguità, l'intervallo di valori è limitato all'intervallo su cui la funzione è monotona. Questa definizione è chiamata valore principale dell'arcocoseno.

Parità

La funzione arcoseno è dispari:
arcosen(- x) = arcsin(-sin arcsin x) = arcsin(sin(-arcsin x)) = - arcoseno x

La funzione arcocoseno non è né pari né dispari:
arccos(- x) = arccos(-cos arccos x) = arccos(cos(π-arccos x)) = π - arccos x ≠ ± arccos x

Proprietà: estremi, aumento, diminuzione

Le funzioni arcoseno e arcocoseno sono continue nel loro dominio di definizione (vedi prova di continuità). Le principali proprietà dell'arcoseno e dell'arcocoseno sono presentate nella tabella.

Tabella degli arcoseni e degli arcocoseni

Questa tabella presenta i valori di arcoseno e arcocoseno, in gradi e radianti, per determinati valori dell'argomento.

≈ 0,7071067811865476
≈ 0,8660254037844386

Formule

Formule di somma e differenza

a o

a e

a e

a o

a e

a e

A

A

A

A

Espressioni attraverso logaritmi, numeri complessi

Espressioni mediante funzioni iperboliche

Derivati

;
.
Vedere Derivazione dell'arcoseno e dei derivati ​​dell'arcocoseno > > >

Derivate di ordine superiore:
,
dove è un polinomio di grado . È determinato dalle formule:
;
;
.

Vedere Derivazione delle derivate di ordine superiore dell'arcoseno e dell'arcocoseno > > >

Integrali

Effettuiamo la sostituzione x = sint. Integriamo per parti, tenendo conto che -π/ 2 ≤ t ≤ π/2, costo t ≥ 0:
.

Esprimiamo arcocoseno attraverso arcoseno:
.

Espansione in serie

Quando |x|< 1 avviene la seguente scomposizione:
;
.

Funzioni inverse

Gli inversi dell'arcoseno e dell'arcocoseno sono rispettivamente seno e coseno.

Le seguenti formule sono valide in tutto il campo di definizione:
peccato(arcoseno x) = x
cos(arcos x) = x .

Le seguenti formule sono valide solo sull'insieme dei valori di arcoseno e arcocoseno:
arcosen(peccato x) = x A
arcocos(cos x) = x A .

Riferimenti:
IN. Bronstein, K.A. Semendyaev, Manuale di matematica per ingegneri e studenti universitari, “Lan”, 2009.