Հակադարձ եռանկյունաչափական ֆունկցիաներ

testwiki-ից
Jump to navigation Jump to search

Հակադարձ եռանկյունաչափական ֆունկցիաներ (շրջանային ֆունկցիաներ, արկֆունկցիաներ), մաթեմատիկական ֆունկցիաներ, որոնք համարվում են եռանկյունաչափական ֆունկցիաների հակադարձը։ Հակադարձ եռանկյունաչափական ֆունկցիաները հիմնականում լինում են վեց տեսակի.

  • արկսինուս (նշանակում:arcsinx;arcsinx — սա այն անկյունն է, որի սինուսը հավասար է x)
  • արկկոսինուս (նշանակում։ arccosx;arccosx — սա այն անկյունն է, որի կոսինուսը հավասար է x և այդպես շարունակ)
  • արկտանգենս (նշանակում։ arctgx; գրականության մեջ նաև՝ arctanx)
  • արկկոտանգենս (նշանակում։ arcctgx; գրականության մեջ՝ arccotx կամ arccotanx)
  • արկսեկանս (նշանակում։ arcsecx)
  • արկկոսեկանս (նշանակում։ arccosecx; գրականության մեջ՝ arccscx)

Հակադարձ եռանկյունաչափական ֆունկցիաների անունները ստեղծվել են համապատասխան եռանկյունաչափական ֆունկցիաներին «արկ-» նախածանցը ավելացնելով (Կաղապար:Lang-la — աղեղ)։ Դա կապված է նրա հետ, որ հակադարձ եռանկյունաչափական ֆունկցիաների երկրաչափական արժեքները կապված են միավոր շրջանագծի վրա այդ աղեղի երկարությունից (կամ անկյունից)։ Սովորական սինուսը հնարավորություն է տալիս աղեղից գտնել նրան ձգող լարը, իսկ հակադարձ ֆունկցիան որոշում է հակառակ խնդիրը։ Եռակնյունաչափական ֆունկցիաների հակադարձ եղանակի մասին հայտնել է ավստրիացի մաթեմատիկոս Կարլ Շերֆերը (Կաղապար:Lang-de; 1716-1783), բայց դրա արմատները հիմնակում պատկանում էին Լագրանժին։ Եռանկյունաչափական ֆունկցիաների համար առաջին հատուկ նշանը ստեղծել է Դանիել Բերնուլին՝ 1729 թվականին։ Անգլիական և գերմանական շատ դպրոցների մինչև 19-րդ դարի վերջը առաջարկում էին այլ նշանակումներ. sin1,1sin, սակայն դրանք չընդունվեցին[1]։ Միայն երբեմն այլ գրականության և գիտական/ինժեներական հաշվիչներում արկսինուսի, արկկոսինուսի և այլնի համար օգտագործվում էր sinԿաղապար:Sup, cosԿաղապար:Sup եղանակը[2], - դա ընդհանրապես ճիշտ չէր համարվում, քանի որ այդեղ կարող էր շփոթմունք լինել -1 աստիճանի դեպքում։

Եռանկյունաչափական ֆունկցիաների հակադարձները երկիմաստ էին։ Այսինքն արկֆունկցիաների արժեքները իրենցից ներկայացնում էին բազմաթիվ անկյուններ (աղեղի), որի պատճառով համապատասխան ուղիղ եռանկյունաչափական ֆունկցիայի համար ճիշտ էր տվյալ արժեքը։ Օրինակ, arcsin1/2 իրենից ներկայացնում է բազմաթիվ անկյուններ՝ (π6,5π6,13π6,17π6(30,150,390,510)), որի սինուսը հավասար է 1/2: Այս բազմաթիվ արժեքների արկֆունկցիային հատկացվում է իր հիմնական արժեքները, որոնք սովորաբար պետք է նկատի ունենալ երբ խոսվում է արկսինուս, արկկոսինուս և այլ ֆունկցիաների մասին։
Ընդհանուր առմամբ 1α1 պայմանի դեպքում sinx=α հավասարում կարող է ներկայանալ հետևյալ ձևով՝ x=(1)narcsinα+πn,n=0,±1,±2,.Կաղապար:Sfn

Հիմնական նույնություններ

arcsinx+arccosx=π2
arctgx+arcctgx=π2

Հիմնական հատկություններ

Գլխավոր արժեքներ

Անուն Նշանակում Սահմանում Միջակայք Անվանական արժքի միջակայք
(ռադիաններով)
Անվանական արժեքի միջակայք
(աստիճաններով)
arcsine y = arcsin x x = sin y −1 ≤ x ≤ 1 −π/2 ≤ y ≤ π/2 −90° ≤ y ≤ 90°
arccosine y = arccos x x = cos y −1 ≤ x ≤ 1 0 ≤ y ≤ π 0° ≤ y ≤ 180°
arctangent y = arctan x x = tg y բոլոր իրական թվերը −π/2 < y < π/2 −90° < y < 90°
arccotangent y = arccot x x = ctg y բոլոր իրական թվերը 0 < y < π 0° < y < 180°
arcsecant y = arcsec x x = sec y x ≤ −1 or 1 ≤ x 0 ≤ y < π/2 or π/2 < y ≤ π 0° ≤ y < 90° or 90° < y ≤ 180°
arccosecant y = arccsc x x = csc y x ≤ −1 or 1 ≤ x −π/2 ≤ y < 0 or 0 < y ≤ π/2 -90° ≤ y < 0° or 0° < y ≤ 90°

Կապը եռանկյունաչափական և հակադարձ եռանկյունաչափական ֆունկցիաների միջև

Եռանկյունաչափական և հակադարձ եռանկյունաչափական ֆունկցիաները աղյուսակավորված են ներքևում.

θ sinθ cosθ tanθ Գծագիր
arcsinx sin(arcsinx)=x cos(arcsinx)=1x2 tan(arcsinx)=x1x2
arccosx sin(arccosx)=1x2 cos(arccosx)=x tan(arccosx)=1x2x
arctanx sin(arctanx)=x1+x2 cos(arctanx)=11+x2 tan(arctanx)=x
arccotx sin(arccotx)=11+x2 cos(arccotx)=x1+x2 tan(arccotx)=1x
arcsecx sin(arcsecx)=x21x cos(arcsecx)=1x tan(arcsecx)=x21
arccscx sin(arccscx)=1x cos(arccscx)=x21x tan(arccscx)=1x21

Կապը հակադարձ եռանկյունաչափական ֆունկցիաների միջև

arcsin(x) (կարմիր) և arccos(x) (կապույտ) ֆունկցիաների գրաֆիկների փոխադարձ դասավորությունը:
arctan(x) և arccot(x) ֆունկցիաների գրաֆիկների փոխադարձ դասավորությունը:
arcsec(x) և arccsc(x) ֆունկցիաների գրաֆիկների փոխադարձ դասավորությունը:

Լրացուցիչ անկյուններ.

arccosx=π2arcsinxarccotx=π2arctanxarccscx=π2arcsecx

Բացասական արգումենտներ.

arcsin(x)=arcsinxarccos(x)=πarccosxarctan(x)=arctanxarccot(x)=πarccotxarcsec(x)=πarcsecxarccsc(x)=arccscx

Դրական արգումենտներ.

arccos(1/x)=arcsecxarcsin(1/x)=arccscxarctan(1/x)=π2arctanx=arccotx,ifx>0arctan(1/x)=π2arctanx=arccotxπ, ifx<0arccot(1/x)=π2arccotx=arctanx, ifx>0arccot(1/x)=3π2arccotx=π+arctanx, ifx<0arcsec(1/x)=arccosxarccsc(1/x)=arcsinx
arccosx=arcsin1x2, if0x1arctanx=arcsinxx2+1
arcsinx=2arctanx1+1x2arccosx=2arctan1x21+x, if1<x+1arctanx=2arctanx1+1+x2

Արկտանգենսի գումարման բանաձև

arctanu+arctanv=arctan(u+v1uv)(modπ),uv1

Ստացվածը տանգենսների գումարման բանաձևն է.

tan(α+β)=tanα+tanβ1tanαtanβ,
α=arctanu,β=arctanv:

arcsin ֆունկցիան

y=arcsinx ֆունկցիայի գրաֆիկը

Արկսինուս m թվից կոչվում է այն x անկյունը՝ արտահայտված ռադիաններով, որի համար sinx=m,π2xπ2,|m|1:

y=sinx ֆունկցիան անընդհատ է և սահմանափակ է իր թվային առանցքի վրա։ y=arcsinx ֆունկցիան համարվում է խիստ աճող։

  • sin(arcsinx)=x, 1x1 միջակայքում,
  • arcsin(siny)=y, π2yπ2 միջակայքում,
  • D(arcsinx)=[1;1] (որոշման տիրույթ),
  • E(arcsinx)=[π2;π2] (փոփոխման տիրույթ)։

arcsin ֆունկցիայի հատկություններ

  • arcsin(x)=arcsinx (ֆունկցիան կենտ է).
  • arcsinx>0, 0<x1.
  • arcsinx=0, x=0.
  • arcsinx<0, 1x<0.
  • arcsinx={arccos1x2,0x1arccos1x2,1x<0
  • arcsinx=arctgx1x2
  • arcsinx={arcctg1x2x,0<x1arcctg1x2xπ,1x<0

arcsin ֆունկցիայի ստացում

Տրված է y=sinx ֆունկցիան։ Իր որոշման ողջ տիրույթի վրա այն համարվում է մոնոտոն, բայց դրա հակադարձ y=arcsinx ֆունկցիան մոնոտոն չի համարվում։ Դրա համար մենք նշում ենք, որ ֆունկցիան կտրուկ աճող է իր փոփոխման տիրույթի վրա՝ [π2;π2]: y=sinx ֆունկցիայի յուրաքանչյուր արժեք [π2;π2] միջակայքում հասնում է միակ արգումենտի արժեքին և այդ միջակայքում համարվում է y=arcsinx ֆունկցիայի հակադարձը, որի գրաֆիկը համաչափ է y=sinx ուղղի նկատմամբ՝ [π2;π2] միջակայքում։ (հակադարձ ֆունկցիաների գրաֆիկները համարվում են կոորդինատային Oxy հարթության առաջին և երրորդ քառորդների կիսորդը)

arccos ֆունկցիան

y=arccosx ֆունկցիայի գրաֆիկը

Արկոսինուս m թվից կոչվում է այն x անկյունը՝ արտահայտված ռադիաններով, որի համար cosx=m,0xπ,|m|1:

y=cosx ֆունկցիան անընդհատ և սահմանափակ է իր որոշման տիրույթի վրա։ y=arccosx ֆունկցիան համարվում է խիստ նվազող։

  • cos(arccosx)=x, 1x1,
  • arccos(cosy)=y, 0yπ.
  • D(arccosx)=[1;1], (որոշման տիրույթ),
  • E(arccosx)=[0;π]. (փոփոխման տիրույթ)։

arccos ֆունկցիայի հատկություններ

  • arccos(x)=πarccosx (ֆունկցիան համաչափ է կոորդինատային հարթության (0;π2) կետի նկատմամբ), համարվում է ո՛չ զույգ, ո՛չ կենտ ֆունկցիա։
  • arccosx>0, 1x<1.
  • arccosx=0, x=1.
  • arccosx=π2arcsinx.
  • arccosx={arcsin1x2,0x1πarcsin1x2,1x<0
  • arccosx={arctg1x2x,0<x1π+arctg1x2x,1x<0
  • arccosx=2arcsin1x2
  • arccosx=2arccos1+x2
  • arccosx=2arctg1x1+x

arccos ֆունկցիայի ստացում

Տրված է y=cosx ֆունկցիան։ Իր որոշման ողջ տիրույթի վրա այն համարվում է մոնոտան, սակայն նրա հակադարձ y=arccosx ֆունկցիան չի համարվում։ Այդ պատճառով մենք դիտարկում ենք միջակայք, որի վրա այն խիստ նվազող է և ընդունում է իր բոլոր արժեքները՝ [0;π]: y=cosx միջակայքում ֆունկցիան մոնոտոն նվազող է և իր բոլոր արժեքները ընդունում է միայն մեկ անգամ, իսկ [0;π] միջակայքում y=arccosx ֆունկցիայի հակադարձն է, որի գրաֆիկը y=x ուղղի նկատմամբ համաչափ է y=cosx ֆունկցիայի գրաֆիկի հետ՝ [0;π] միջակայքում։

arctg ֆունկցիան

y=arctgx ֆունկցիայի գրաֆիկը

Արկտանգենս m թվից կոչվում է այն α անկյունը՝ արտահայտված ռադիանով, որի համար tgα=m,π2<α<π2:

y=arctgx ֆունկցիան անընդհատ և սահմանափակ է իր որոշման տիրույթի վրա։ y=arctgx ֆունկցիան համարվում է խիստ աճող։

  • tg(arctgx)=x, x,
  • arctg(tgy)=y, π2<y<π2,
  • D(arctgx)=(;),
  • E(arctgx)=(π2;π2)

arctg ֆունկցիայի հատկություններ

  • arctg(x)=arctgx
  • arctgx=arcsinx1+x2
  • arctgx=arccos11+x2, x > 0
  • arctgx=arcctg1x

arctg ֆունկցիայի ստացում

Տրված է y=tgx ֆունկցիան։ Իր որոշման ողջ տիրույթի վրա այն համարվում է մոնոտոն, իսկ նրա հակադարձ y=arctg x ֆունկցիան չի համարվում։ Այդ պատճառով դիտարկում ենք միջակայք, որի վրա այն խիստ աճող է և ընդունում է իր բոլոր արժեքները միայն մեկ անգամ՝ (π2;π2): Այդ միջակայքի վրա y=tg x ֆունկցիան խիստ մոնոտոն աճող է և ընդունում է իր բոլոր արժեքները միայն մեկ անգամ, ուստի (π2;π2) միջակայքի վրա այն համարվում է y=arctg x ֆունկցիայի հակադարձը, որի գրաֆիկը y=tgx ֆունկցիայի գրաֆիկի հետ հակադարձ է y=x ուղղի նկատմամբ՝ (π2;π2) հատվածում։

arcctg ֆունկցիան

y=arcctgx ֆունկցիայի գրաֆիկը

Արկկոտանգենս m թվից կոչվում է այն x անկյունը՝ արտահայտված ռադիաններով, որի համար ctgx=m,0<x<π:

y=arcctgx ֆունկցիան անընդհատ և սահմանափակ է իր ոչոշման տիրույթի վրա։ y=arcctgx Ֆունկցիան համարվում է խիստ նվազող։

  • ctg(arcctgx)=x, x,
  • arcctg(ctgy)=y, 0<y<π,
  • D(arcctgx)=(;),
  • E(arcctgx)=(0;π):

arcctg ֆունկցիայի հատկություններ

  • arcctg(x)=πarcctgx (ֆունկցիայի գրաֆիկը համաչափ է (0;π2) կետի նկատմամբ)։
  • arcctgx>0 ցանկացած x-ի համար։
  • arcctgx={arcsin11+x2,x0πarcsin11+x2,x<0
  • arcctgx=π/2arctgx:

arcctg ֆունկցիայի ստացում

Տրված է y=ctgx ֆունկցիան։ Իր որոշման ողջ տիրույթի վրա այն համարվում է մոնոտոն, իսկ նրա հակադարձ y=arcctgx ֆունկցիան չի համարվում։ Այդ պատճառով դիտարկում ենք միջակայք, որի վրա այն խիստ նվազող է և ընդունում է իր բոլոր արժեքները միայն մեկ անգամ՝ (0;π): Այս միջակայքում y=ctgx ֆունկցիան խիստ նվազող է և ընդունում է իր բոլոր արժեքները միայն մեկ անգամ, ուստի (0;π) միջակայքում համարվում է y=arcctgx ֆունկցիայի հակադարձը, որի գրաֆիկը y=x ուղղի նկատմամաբ համաչափ է y=ctgx ֆունկցիայի գրաֆիկին՝ (0;π) միջակայքում։

Արկկոտանգենս ֆունկցիայի գրաֆիկը ստացվում է արկտանգենս ֆունկցիայի միջոցով, վերջինս օրդինատների առանցքով արտապատկերելով (որը պետք է փոխարինել արգումենտի նշանով. xx) և բարձրացնելով վերև Կաղապար:Math միավորով. դա կարող ենք տերկայացնել հետևյալ բանաձևով՝ arcctgx=arctg(x)+π/2:

arcsec ֆունկցիան

arcsec(x)=arccos(1x)

arccosec ֆունկցիան

arccosec(y)=arcsin(1y)

Հակադարձ եռանկյունաչափական ֆունկցիաների ածանցյալ

(arcsinx)=11x2
(arccosx)=11x2
(arctgx)=1 1+x2
(arcctgx)=1 1+x2

Հակադարձ եռանկյունաչափական ֆունկցիաների ինտեգրալ

Անորոշ ինտեգրալներ

Իրական և կոմպլեքս x-երի համար.

arcsinxdx=xarcsinx+1x2+C,arccosxdx=xarccosx1x2+C,arctgxdx=xarctgx12ln(1+x2)+C,arcctgxdx=xarcctgx+12ln(1+x2)+C,arcsecxdx=xarcsecxln(x(1+x21x2))+C,arccosecxdx=xarccosecx+ln(x(1+x21x2))+C:

Իրական թվերի համար՝ x ≥ 1:

arcsecxdx=xarcsecxln(x+x21)+C,arccosecxdx=xarccosecx+ln(x+x21)+C:

Կիրառությունը երկրաչափության մեջ

ABC ուղղանկյուն եռանկյուն

Հակադարձ եռանկյունաչափական ֆունկցիաները օգտագործում են եռանկյան անկյունները գտնելու համար, եթե հայտնի են նրա կողմները, օրինակ կոսինուսների թեորեմի միջոցով։

Ուղղանկյուն եռանկյան մեջ այդ ֆունկցիաները միանգամից տալիս են անկյունը.

α = arcsin (a/c) = arccos (b/c) = arctg (a/b) = arccosec (c/a) = arcsec (c/b) = arcctg (b/a)

Կապը բնական լոգարիթմների հետ

arcsinz=iln(iz+1z2),
arccosz=π2+iln(iz+1z2),
arctgz=i2(ln(1iz)ln(1+iz)),
arcctgz=i2(ln(ziz)ln(z+iz)),
arcsecz=arccos(z1)=π2+iln(11z2+iz),
arccosecz=arcsin(z1)=iln(11z2+iz).

Ծանոթագրություններ

Կաղապար:Ծանցանկ

Արտաքին հղումներ

Տես նաև

Կաղապար:ՀՍՀ

  1. Կաղապար:Ռուսերեն գիրք
  2. Здесь знак Կաղապար:Sup определяет функцию Կաղապար:Math обратную функции Կաղապար:Math