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反三角函数的综合应用题反三角函数是高中数学中的一个非常重要的概念,它可以解决很多复杂的问题。
在本文中,我将介绍一些反三角函数的综合应用题,希望能对广大学生有所帮助。
1. 求解三角方程三角方程是基于三角函数和角度的方程。
求解三角方程需要利用反三角函数。
下面是一个例子:cos(x) = 1/2我们可以用反余弦函数来求解这个方程。
x = arccos(1/2) = π/3 或5π/3因为余弦函数的周期是2π,所以我们可以将答案写成:x = π/3 + 2πk 或5π/3 + 2πk其中k是任意整数。
2. 求解三角形的边长和角度有时候我们需要求解一个三角形的边长和角度,但是我们只知道其中一些角度和边长的关系。
下面是一个例子:已知一个直角三角形,其中一条腰的长度是3,斜边与另一条腰的夹角是60度,求斜边和另一条腰的长度。
我们可以用反正弦函数和反余弦函数来求解这个问题。
从图中可以看出sin(60) = 1/2,因此另一条腰的长度是3/2。
对于斜边的长度,我们可以用反正弦函数来求解:sin(θ) = 3/2 / cθ = arcsin(3/2 / c)c = 2 / sin(arcsin(3/2 / c))c = 2 / sin(θ)由于这是一个直角三角形,因此我们可以用勾股定理来求解:c^2 = a^2 + b^2c^2 = 9/4 + b^2b^2 = c^2 - 9/4b = √(c^2 - 9/4)因此,斜边的长度是√(4 - 9/4) = √7/2。
3. 求解三角函数的反函数三角函数的反函数是反三角函数。
它可以用来求解一些特殊的三角函数值。
下面是一个例子:求x,在0到π/2的范围内,使得cos(arcsec(x)) = 1/2我们可以用反正割函数来求解这个问题。
cos(arcsec(x)) = 1/2sec(arcsec(x)) = 2x = sec(arccos(2))x = 1/2因此,当x = 1/2时,cos(arcsec(x))等于1/2。
反三角函数的概念和运算·典型例题【例1】回答下列问题:(3)π-arcsinx是什么范围内的角?(2)∵0≤arccosx≤π,3∈〔0,π〕∴arccosx=3有解x=cos3而(4)∵cos(arccosx)=xx∈〔-1,1〕[ ]由选择题的唯一性知应选C.【说明】本题考查对反正弦函数的概念的理解.题目给的θ∈要灵活运用诱导公式加以变形,使得角进入主值区间且函数值可用已知表示,不能顾此失彼.解法二用的是排除法.【分析】由于已知函数的定义域不在反正弦函数的主值区间内,因此不能直接用反正弦函数表示,要先用诱导公式解决角.由y=2sinx=2sin(π-x)[ ](1994年全国高考试题,难度0.50)故已知函数的值域应选B.【说明】本题采用由函数的内层到外层逐步解决的方法.最易出错的地方是sinx的取值范围,观察正弦函数的图象,采用数形结合进行【例5】求函数y=arccos(x2-x)的单调减区间.【分析】注意到已知函数是由函数u=x2-x和函数y=arccosu复合而成的,因此要先求定义域,再根据求复合函数单调区间的规律来解决.[ ]A.y=arcsin(sin2x)B.y=2arcsin(sinx)C.y=sin(arcsin2x)D.y=2sin(arcsinx)【分析】此题要从选项入手,主要考察反三角函数基本关系式成立的条件,可采用逐项验证的方法.解:由基本关系式sin(arcsinx)=xx∈〔-1,1〕C.和D.的定义域∴y=2arcsin(sinx)=2x选B..否定A.数,它可以是角的弧度数,也可以是三角函数的值,要正确理解.【例7】求下列各式的值原式=cos(α-β)=cosαcosβ+sinαsinβ【说明】第(1)题考查特殊值的反三角函数值及特殊角的三角函数值,按照由内及外的顺序运算即可.后三个小题采用设辅助角的方法,要注意角的范围,4个小题都是反三角函数的三角运算.【例8】求下列各式的值(2)arcsin(cos5)【分析】该题型是三角函数的反三角运算,为合理的使用反三角函数基本关系式创造条件,需要灵活运用诱导公式.【说明】把已知角的三角函数转化为反三角函数主值区间上的角的三角函数,要注意两方面,一是函数名称的变化,二是角的范围的变化,而这正是诱导公式具有的功能.【分析】此题是关于角相等的证明题.一般采用转化的思想方法,即证明它们的同名三角函数值相等且角的范围是在同一单值对应区间.【说明】此类题目也可改为求值题,在确定角的范围时有可能遇到困难,不足以保证角的唯一性,这时要根据各种条件将范围缩小,要掌握这种技能,保证推理的严谨性和计算的准确性.【例10】求满足下列条件的x的取值集合(1)arccos(1-x)≥arccosx(2)arccos(-x)<2arccosx【分析】要注意两点:定义域和单调性(2)∵arccos(-x)=π-arccosx ∴π-arccosx<2arccosx。
千里之行,始于足下。
反三角函数知识点总结反三角函数是数学中的一个重要概念,用来求解三角函数的反函数。
在解决三角函数相关问题时,反三角函数能够帮助我们转化为求反三角函数的值,从而得到所需结果。
接下来,我将总结一下关于反三角函数的一些重要知识点。
一、反三角函数的定义1. 反正弦函数(arcsin)反正弦函数是指将给定值的正弦值(-1≤ sinx ≤ 1)作为自变量,输出对应的角度值(-π/2 ≤ x ≤π/2)的一个单值函数。
其函数表示为:y = arcsin(x)其中,x 的取值范围为 [-1, 1],y 的取值范围为 [-π/2, π/2]。
2. 反余弦函数(arccos)反余弦函数是指将给定值的余弦值(-1≤ cosx ≤ 1)作为自变量,输出对应的角度值(0≤ x ≤π)的一个单值函数。
其函数表示为:y = arccos(x)其中,x 的取值范围为 [-1, 1],y 的取值范围为 [0, π]。
3. 反正切函数(arctan)反正切函数是指将给定值的正切值作为自变量,输出对应的角度值(-π/2 < x < π/2)的一个单值函数。
其函数表示为:y = arctan(x)其中,x 的取值范围为 (-∞, +∞),y 的取值范围为 (-π/2, π/2)。
二、反三角函数的性质1. 定义域和值域:反正弦函数的定义域为 [-1, 1],值域为 [-π/2, π/2];第1页/共3页锲而不舍,金石可镂。
反余弦函数的定义域为 [-1, 1],值域为 [0, π];反正切函数的定义域为 (-∞, +∞),值域为 (-π/2, π/2)。
2. 关系:对于任意的实数 x,有 sin(arcsin(x)) = x,-1 ≤ x ≤ 1;对于任意的实数 x,有 cos(arccos(x)) = x,-1 ≤ x ≤ 1;对于任意的实数 x,有 tan(arctan(x)) = x。
3. 奇偶性:反正弦函数为奇函数,即 arcsin(-x) = -arcsin(x);反余弦函数为偶函数,即 arccos(-x) = arccos(x);反正切函数为奇函数,即 arctan(-x) = -arctan(x)。
反三角函数练习题反三角函数是高中数学中的一个重要概念,它是三角函数的逆运算。
在解决实际问题中,我们经常会遇到需要求解反三角函数的情况。
本文将通过一些具体的练习题来帮助读者更好地掌握反三角函数的应用。
首先,我们来看一个简单的例子。
假设有一个直角三角形,已知斜边的长度为5,对边的长度为3,我们需要求解该直角三角形的一个角的正弦值。
根据三角函数的定义,正弦值等于对边与斜边的比值,即sinθ=对边/斜边。
所以,sinθ=3/5=0.6。
现在我们要求的是角θ的值,即θ=sin^(-1)(0.6)。
这里的sin^(-1)表示反正弦函数,它的作用是求解给定正弦值的角度。
通过计算,我们可以得到θ≈36.87°。
接下来,我们来看一个稍微复杂一些的例子。
假设有一个直角三角形,已知斜边的长度为10,对边的长度为6,我们需要求解该直角三角形的一个角的余弦值。
根据三角函数的定义,余弦值等于邻边与斜边的比值,即cosθ=邻边/斜边。
所以,cosθ=6/10=0.6。
现在我们要求的是角θ的值,即θ=cos^(-1)(0.6)。
这里的cos^(-1)表示反余弦函数,它的作用是求解给定余弦值的角度。
通过计算,我们可以得到θ≈53.13°。
除了求解角度,反三角函数还可以用来求解三角函数的值。
例如,已知一个角的正切值为0.8,我们需要求解该角的正弦值。
根据三角函数的定义,正切值等于对边与邻边的比值,即tanθ=对边/邻边。
所以,tanθ=0.8=对边/邻边。
假设对边为x,邻边为1,根据勾股定理,我们可以得到x^2+1^2=1.64。
解方程得到x≈0.98。
现在我们要求的是角θ的正弦值,即sinθ=对边/斜边。
由于已知斜边的长度为1,我们可以得到sinθ≈0.98/1=0.98。
通过以上的例子,我们可以看到反三角函数在解决实际问题中的重要性。
它不仅可以用来求解角度,还可以用来求解三角函数的值。
在实际应用中,我们经常会遇到需要使用反三角函数的情况,例如在物理学、工程学和计算机图形学等领域。
反三角函数Inverse trigonometric functions第1节反三角函数·概述原创/O客把反正弦函数y=arc sinx,反余弦函数y=arc cosx,反正切函数y=arc tanx,反余切函数y=arc cotx统称为反三角函数。
它们都是三角函数的反函数。
严格地说,准确地说,它们是三角函数在某个单调区间上的反函数。
以反正弦函数为例,其他反三角函数同理可推。
●反正弦的值域先从反正弦函数的原函数正弦函数说起。
正弦函数y=sinx在定义域R上没有反函数。
因为它在定义域R上不单调,是分段单调。
从逆向映射来看,正弦函数y=sinx的每一个函数值y,对应着无数个自变量x的值。
当我们从y=sinx中解出x后,x与y不能构成函数关系,所以不存在反函数。
但是,当我们取正弦函数y=sinx的一个单调区间,如[-π/2,π/2]。
这时,每一个函数值y,对应着唯一的一个自变量x的值。
当我们从y=sinx中解出x后,x与y构成函数关系,所以存在反函数。
记为y=arc sinx。
把原函数y=sinx,x∈[-π/2,π/2]的值域[-1,1],叫做反函数y=arc sinx的定义域。
并把原函数y=sinx,x∈[-π/2,π/2]的定义域[-π/2,π/2],叫做反函数y=arc sinx的值域。
●请参考我的三角函数salonhi.baidu./ok%B0%C9/blog/category/%C8%FD%BD%C7%BA%AF%CA%FDsalon第2节反三角函数·理解与转化原创/O客以反正弦函数为例,其他反三角函数同理可推。
●符号理解初学反三角函数者往往被它那长长的字符串所迷惑,很不习惯。
一方面,arc sinx这七个字母是一个整体,缺一不可。
另一方面,符号arc sinx可以用下面的三句话来理解:①它是一个角。
即一个实数。
arc sinx∈R.②这个角在-π/2到π/2之间(含端点)。
反三角函数Inverse trigonometric functions第1节反三角函数·概述原创/O客把反正弦函数y=arc sinx,反余弦函数y=arc cosx,反正切函数y=arc tanx,反余切函数y=arc cotx统称为反三角函数。
它们都是三角函数的反函数。
严格地说,准确地说,它们是三角函数在某个单调区间上的反函数。
以反正弦函数为例,其他反三角函数同理可推。
●反正弦的值域先从反正弦函数的原函数正弦函数说起。
正弦函数y=sinx在定义域R上没有反函数。
因为它在定义域R上不单调,是分段单调。
从逆向映射来看,正弦函数y=sinx的每一个函数值y,对应着无数个自变量x的值。
当我们从y=sinx中解出x后,x与y不能构成函数关系,所以不存在反函数。
但是,当我们取正弦函数y=sinx的一个单调区间,如[-π/2,π/2]。
这时,每一个函数值y,对应着唯一的一个自变量x的值。
当我们从y=sinx中解出x后,x与y构成函数关系,所以存在反函数。
记为y=arc sinx。
把原函数y=sinx,x∈[-π/2,π/2]的值域[-1,1],叫做反函数y=arc sinx的定义域。
并把原函数y=sinx,x∈[-π/2,π/2]的定义域[-π/2,π/2],叫做反函数y=arc sinx的值域。
●请参考我的三角函数salonhttp://hi.baidu./ok%B0%C9/blog/category/%C8%FD%BD%C7%BA%AF%CA%FDsal on第2节 反三角函数·理解与转化原创/O 客以反正弦函数为例,其他反三角函数同理可推。
●符号理解初学反三角函数者往往被它那长长的字符串所迷惑,很不习惯。
一方面,arc sinx 这七个字母是一个整体,缺一不可。
另一方面,符号arc sinx 可以用下面的三句话来理解:①它是一个角。
即一个实数。
arc sinx ∈R .②这个角在-π/2到π/2之间(含端点)。
反三角函数及例题
反三角函数是一类特殊的函数,它们的定义域和值域都是实数集,它们的定义域是正弦、余弦和正切函数的值域,而值域是正弦、余弦和正切函数的定义域。
反三角函数包括反正弦函数、反余弦函数和反正切函数,它们的函数图像和正三角函数的函数图像是对称的。
反三角函数的应用非常广泛,它们可以用来解决很多数学问题,比如求解三角形的角度、求解三角形的面积等。
例如,已知三角形的两边长度a和b,求其夹角C的大小,可以用反余弦函数来求解:
C=arccos(a^2+b^2-c^2/2ab)。
另外,反三角函数还可以用来求解微积分中的问题,比如求解曲线的面积、求解曲线的极限等。
例如,已知曲线y=sin(x),求其在区间[0,π]上的面积,可以用反正弦函数来求解:
S=∫0πsin(x)dx=∫0πarcsin(y)dy=π/2。
总之,反三角函数是一类特殊的函数,它们的应用非常广泛,可以用来解决很多数学问题,也可以用来求解微积分中的问题。
反三角函数的概念和运算·典型例题【例1】回答下列问题:(3)π-arcsinx是什么范围内的角?(2)∵0≤arccosx≤π,3∈〔0,π〕∴arccosx=3有解x=cos3而(4)∵cos(arccosx)=xx∈〔-1,1〕[ ]由选择题的唯一性知应选C.【说明】本题考查对反正弦函数的概念的理解.题目给的θ∈要灵活运用诱导公式加以变形,使得角进入主值区间且函数值可用已知表示,不能顾此失彼.解法二用的是排除法.【分析】由于已知函数的定义域不在反正弦函数的主值区间内,因此不能直接用反正弦函数表示,要先用诱导公式解决角.由y=2sinx=2sin(π-x)[ ](1994年全国高考试题,难度0.50)故已知函数的值域应选B.【说明】本题采用由函数的内层到外层逐步解决的方法.最易出错的地方是sinx的取值范围,观察正弦函数的图象,采用数形结合进行【例5】求函数y=arccos(x2-x)的单调减区间.【分析】注意到已知函数是由函数u=x2-x和函数y=arccosu复合而成的,因此要先求定义域,再根据求复合函数单调区间的规律来解决.[ ]A.y=arcsin(sin2x)B.y=2arcsin(sinx)C.y=sin(arcsin2x)D.y=2sin(arcsinx)【分析】此题要从选项入手,主要考察反三角函数基本关系式成立的条件,可采用逐项验证的方法.解:由基本关系式sin(arcsinx)=xx∈〔-1,1〕C.和D.的定义域∴y=2arcsin(sinx)=2x选B..否定A.数,它可以是角的弧度数,也可以是三角函数的值,要正确理解.【例7】求下列各式的值原式=cos(α-β)=cosαcosβ+sinαsinβ【说明】第(1)题考查特殊值的反三角函数值及特殊角的三角函数值,按照由内及外的顺序运算即可.后三个小题采用设辅助角的方法,要注意角的范围,4个小题都是反三角函数的三角运算.【例8】求下列各式的值(2)arcsin(cos5)【分析】该题型是三角函数的反三角运算,为合理的使用反三角函数基本关系式创造条件,需要灵活运用诱导公式.【说明】把已知角的三角函数转化为反三角函数主值区间上的角的三角函数,要注意两方面,一是函数名称的变化,二是角的范围的变化,而这正是诱导公式具有的功能.【分析】此题是关于角相等的证明题.一般采用转化的思想方法,即证明它们的同名三角函数值相等且角的范围是在同一单值对应区间.【说明】此类题目也可改为求值题,在确定角的范围时有可能遇到困难,不足以保证角的唯一性,这时要根据各种条件将范围缩小,要掌握这种技能,保证推理的严谨性和计算的准确性.【例10】求满足下列条件的x的取值集合(1)arccos(1-x)≥arccosx(2)arccos(-x)<2arccosx【分析】要注意两点:定义域和单调性(2)∵arccos(-x)=π-arccosx ∴π-arccosx<2arccosx。
反三角函数及最简三角方程一、知识回忆: 1、反三角函数:概念:把正弦函数sin y x =,,22x ππ⎡⎤∈-⎢⎥⎣⎦时的反函数,成为反正弦函数,记作x y arcsin =.sin ()y x x R =∈,不存在反函数.含义:arcsin x 表示一个角α;角α,22ππ⎡⎤∈-⎢⎥⎣⎦;sin x α=.反余弦、反正切函数同理,性质如下表.其中:〔1〕. 符号arcsin x 可以理解为[-2π,2π]上的一个角(弧度),也可以理解为区间[-2π,2π]上的一个实数;同样符号arccos x 可以理解为[0,π]上的一个角(弧度),也可以理解为区间[0,π]上的一个实数; 〔2〕. y =arcsin x 等价于sin y =x , y ∈[-2π,2π], y =arccos x 等价于cos y =x , x ∈[0, π], 这两个等价关系是解反三角函数问题的主要依据; 〔3〕.恒等式sin(arcsin x )=x , x ∈[-1, 1] , cos(arccos x )=x , x ∈[-1, 1], tan(arctanx)=x,x ∈Rarcsin(sin x )=x , x ∈[-2π,2π], arccos(cos x )=x , x ∈[0,π],arctan(tanx)=x, x ∈〔-2π,2π〕的运用的条件; 〔4〕. 恒等式arcsin x +arccos x =2π, arctan x +arccot x =2π的应用。
2〔1〕.含有未知数的三角函数的方程叫做三角方程。
解三角方程就是确定三角方程是否有解,如果有解,求出三角方程的解集; 〔2〕.解最简单的三角方程是解简单的三角方程的根底,要在理解三角方程的根底上,熟练地写出最简单的三角方程的解; 〔3〕.要熟悉同名三角函数相等时角度之间的关系在解三角方程中的作用; 如:假设sin sin αβ=,那么sin (1)k k απβ=+-;假设cos cos αβ=,那么2k απβ=±;假设tan tan αβ=,那么a k πβ=+;假设cot cot αβ=,那么a k πβ=+; 〔4〕.会用数形结合的思想和函数思想进行含有参数的三角方程的解的情况和讨论。
《反三角函数》讲义在数学的广阔天地中,三角函数是一颗璀璨的明星,而反三角函数则是其重要的延伸和补充。
让我们一同踏上探索反三角函数的奇妙之旅。
一、什么是反三角函数我们先从熟悉的三角函数说起。
正弦函数(sin)、余弦函数(cos)、正切函数(tan)等三角函数,给定一个角度,就能得到相应的函数值。
那么反三角函数呢?简单来说,反三角函数就是三角函数的逆运算。
比如,已知正弦值,通过反三角函数可以求出对应的角度。
以正弦函数为例,若sinα = 05,那么通过反正弦函数(arcsin)就能求出α = arcsin 05。
二、常见的反三角函数1、反正弦函数(arcsin)它的定义域是-1, 1,值域是π/2, π/2。
2、反余弦函数(arccos)定义域同样是-1, 1,值域是0, π。
3、反正切函数(arctan)定义域为 R,值域是(π/2, π/2)。
三、反三角函数的图像与性质1、反正弦函数的图像是一个在π/2, π/2区间内的曲线,关于原点对称。
性质上,它是单调递增的。
2、反余弦函数的图像在0, π区间内,呈现出单调递减的特点。
3、反正切函数的图像是一条穿过原点,在(π/2, π/2)区间内无限延伸的曲线。
性质方面,反正切函数是单调递增的。
四、反三角函数的公式1、互反关系sin(arcsinx) = x (x∈-1, 1)cos(arccosx) = x (x∈-1, 1)tan(arctanx) = x (x∈R)2、四则运算公式arcsinx + arccosx =π/2 (x∈-1, 1)五、反三角函数的应用在实际生活和科学研究中,反三角函数有着广泛的应用。
比如在物理学中,计算物体的运动轨迹和角度时经常会用到。
在工程学中,设计和计算一些结构的角度和位置也离不开反三角函数。
在数学解题中,当需要从三角函数值求出角度时,反三角函数就发挥了关键作用。
六、求解反三角函数的值在求解反三角函数的值时,我们可以利用三角函数的特殊值来帮助计算。
反三角函数及最简三角方程一、知识回顾: 1、反三角函数:概念:把正弦函数sin y x =,,22x ππ⎡⎤∈-⎢⎥⎣⎦时的反函数,成为反正弦函数,记作x y arcsin =.sin ()y x x R =∈,不存在反函数.含义:arcsin x 表示一个角α;角α,22ππ⎡⎤∈-⎢⎥⎣⎦;sin x α=.反余弦、反正切函数同理,性质如下表.其中:(1). 符号arcsin x 可以理解为[-2π,2π]上的一个角(弧度),也可以理解为区间[-2π,2π]上的一个实数;同样符号arccos x 可以理解为[0,π]上的一个角(弧度),也可以理解为区间[0,π]上的一个实数; (2). y =arcsin x 等价于sin y =x , y ∈[-2π,2π], y =arccos x 等价于cos y =x , x ∈[0, π], 这两个等价关系是解反三角函数问题的主要依据; (3).恒等式sin(arcsin x )=x , x ∈[-1, 1] , cos(arccos x )=x , x ∈[-1, 1], tan(arctanx)=x,x ∈Rarcsin(sin x )=x , x ∈[-2π,2π], arccos(cos x )=x , x ∈[0,π],arctan(tanx)=x, x ∈(-2π,2π)的运用的条件; (4). 恒等式arcsin x +arccos x =2π, arctan x +arccot x =2π的应用。
2(1).含有未知数的三角函数的方程叫做三角方程。
解三角方程就是确定三角方程是否有解,如果有解,求出三角方程的解集; (2).解最简单的三角方程是解简单的三角方程的基础,要在理解三角方程的基础上,熟练地写出最简单的三角方程的解; (3).要熟悉同名三角函数相等时角度之间的关系在解三角方程中的作用; 如:若sin sin αβ=,则sin (1)k k απβ=+-;若cos cos αβ=,则2k απβ=±;若tan tan αβ=,则a k πβ=+;若cot cot αβ=,则a k πβ=+; (4).会用数形结合的思想和函数思想进行含有参数的三角方程的解的情况和讨论。
反三角函数Inverse trigonometric functions第1节 反三角函数·概述原创/O 客把反正弦函数y=arc sinx ,反余弦函数y=arc cosx ,反正切函数y=arc tanx ,反余切函数y=arc cotx 统称为反三角函数。
它们都是三角函数的反函数。
严格地说,准确地说,它们是三角函数在某个单调区间上的反函数。
以反正弦函数为例,其他反三角函数同理可推。
●反正弦的值域先从反正弦函数的原函数正弦函数说起。
正弦函数y=sinx 在定义域R 上没有反函数。
因为它在定义域R 上不单调,是分段单调。
从逆向映射来看,正弦函数y=sinx 的每一个函数值y ,对应着无数个自变量x 的值。
当我们从y=sinx 中解出x 后,x 与y 不能构成函数关系,所以不存在反函数。
但是,当我们取正弦函数y=sinx 的一个单调区间,如[-π/2,π/2]。
这时,每一个函数值y ,对应着唯一的一个自变量x 的值。
当我们从y=sinx 中解出 x 后,x 与y 构成函数关系,所以存在反函数。
记为y=arc sinx 。
把原函数y=sinx,x ∈[-π/2,π/2]的值域[-1,1],叫做反函数y=arc sinx 的定义域。
并把原函数y=sinx,x ∈[-π/2,π/2]的定义域[-π/2,π/2],叫做反函数y=arc sinx 的值域。
●请参考我的三角函数salon第2节 反三角函数·理解与转化原创/O 客以反正弦函数为例,其他反三角函数同理可推。
●符号理解初学反三角函数者往往被它那长长的字符串所迷惑,很不习惯。
一方面,arc sinx 这七个字母是一个整体,缺一不可。
另一方面,符号arc sinx 可以用下面的三句话来理解:①它是一个角。
即一个实数。
arc sinx ∈R .②这个角在-π/2到π/2之间(含端点)。
-π/2≤arc sinx ≤π/2。
③这个角的正弦值等于x 。
反三角函数怎么理解及应用反三角函数是指与三角函数相对应的一组函数,它们的结果是某个特定角度的度数或弧度。
在数学中,主要有反正弦、反余弦和反正切三种反三角函数,分别记作arcsin(x)、arccos(x)和arctan(x)。
首先,我们来详细理解一下三角函数的含义。
在平面几何中,三角函数是角的度量与直角三角形边长之间的关系。
常见的三角函数有正弦、余弦和正切,分别对应于直角三角形中的比值关系。
例如,正弦函数sin(x)表示角x的对边与斜边的比值,余弦函数cos(x)表示角x的邻边与斜边的比值,正切函数tan(x)表示角x 的对边与邻边的比值。
而反三角函数则是根据已知三角函数值,求得角度的函数。
这在实际问题中十分有用,尤其是在解决涉及角度的问题时。
例如在导航中,需要通过已知的三角函数值来推算出方向角度,这时就需要使用反三角函数来计算。
首先我们来看反正弦函数arcsin(x),它表示x与正弦函数的对应关系。
具体地说,对于任意给定的三角函数值x,arcsin(x)的取值范围在-π/2到π/2之间,返回的结果是一个角度(弧度)。
反正弦函数的图像在定义域[-1, 1]上是单调递增的,并且在两个极限值(-1和1)处取得最小和最大值。
类似地,反余弦函数arccos(x)表示x与余弦函数的对应关系。
对于给定的三角函数值x,arccos(x)的取值范围在0到π之间。
最后,反正切函数arctan(x)表示x与正切函数的对应关系。
对于给定的三角函数值x,arctan(x)的取值范围在-π/2到π/2之间。
接下来,我们来看一些反三角函数的具体应用。
1. 解三角问题:反三角函数可以用来解决涉及角度的问题。
例如,已知一个直角三角形的两个边长,可以使用反正弦函数来求得角度,从而进一步解决问题。
2. 导航和航海:在导航和航海中,常常需要通过已知的三角函数值来计算方向角度。
这时就需要使用反三角函数来计算。
3. 科学和工程中的应用:反三角函数在科学和工程领域中有广泛的应用,例如在信号处理中,经常需要计算信号的相位差,就需要使用反正切函数来计算。
第25讲反三角函数与三角方程本讲主要内容:反三角函数的概念、运算与解三角方程.反三角函数:三角函数在其整个定义域上是非单调的函数,因此,在其整个定义域上,三角函数是没有反函数的.但是如果限定在某个单调区间内就可以讨论三角函数的反函数了. 一.反正弦函数1.定义:函数y =sin x (x ∈[-π2 ,π2])的反函数就是反正弦函数,记为y =arcsin x (x ∈[-1,1])这个式子表示:在区间[-π2 ,π2 ]内,正弦函数值为x 的角就是arcsin x ,即2.反正弦函数的性质:⑴ 定义域为[-1,1];值域为[-π2 ,π2].⑵ 在定义域上单调增;⑶ 是[-1,1]上的奇函数,即⑷ y =arcsin x 的图象:与y =sin x (x ∈[-π2 ,π2 ])的图象关于y =x对称.⑸ arcsin(sin x )的值及y =arcsin(sin x )的图象:二.反余弦函数 仿反正弦函数的情况可以得到:1.定义:函数y =cos x (x ∈[0,π])的反函数就是反余弦函数,记为y =arccos x (x ∈[-1,1])这个式子表示:在区间[0,π]内,余弦函数值为x 的角就是arccos x ,即2.反余弦函数的性质:⑴ 定义域为[-1,1];值域为[0,π]. ⑵ 在定义域上单调减;⑶ 是[-1,1]上的非奇非偶函数,即⑷ y =arccos x 的图象:与y =cos x (x ∈[0,π])的图象关于y =x 对称.⑸ arccos(cos x )的值及y =arccos(cos x )的图象:三.反正切函数1.定义:函数y =tan x (x ∈(-π2 ,π2))的反函数就是反正切函数,记为y =arctan x (x ∈R ).这个式子表示:在区间(-π2 ,π2 )内,正切函数值为x 的角就是arctan x ,即2.反正切函数的性质:⑴ 定义域为R ;值域为(-π2 ,π2).⑵ 在定义域上单调增;⑶ 是R 上的奇函数,即⑷ y =arctan x 的图象:与y =tan x (x ∈(-π2 ,π2 ))的图象关于y =x对称.⑸ arctan(tan x )的值及y =arctan(tan x )的图象:四.反余切函数 请根据上面的内容自己写出.A 类例题例1证明:⑴ cos(arcsin x )=1-x 2;sin(arccos x )=1-x 2;tan(arccot x )=1x.并作它们的图象.⑵ sin (arc tan x )=x1+x2; tan(arcsin x )=x1-x2;cos(arctan x )=11+x2; tan(arccos x )=1-x2x.证明:⑴ 设arcsin x =α,则α∈[-π2,π2],且sin α=x ,于是,cos α=1-x 2,即cos(arcsin x )= 1-x 2;同理可证其余.⑵ 设arctan x =α,则α∈(-π2,π2),tan α=x .于是,sec α=1+x 2,所以,sin α=tan α·cos α=x1+x2,就是sin(arctan x )=x1+x2;同理可证其余.说明 本题给出了反三角函数运算的方法:把某个反三角函数看成是在某个范围(该反三角函数的主值区间)内的一个角,把反三角函数的运算改成三角函数的运算.例2证明:⑴ arcsin x +arccos x =π2, x ∈[-1,1]⑵ arctan x +arccot x =π2, x ∈R证明:令arcsin x =α,arccos x =β,则α∈[-π2 ,π2],β∈[0,π],π2 -β∈[-π2 ,π2]而 sin α=x ,sin(π2 -β)=cos β=x ,即sin α=sin(π2-β),但α与β都在区间[-π2 ,π2 ]内,在此区间内正弦函数是单调增函数,从而α=π2-β.就是arcsin x +arccos x =π2.同法可证⑵.说明 这是关于反正弦与反余弦函数、反正切与反余切函数的一个重要关系式.例3计算:⑴ sin(arcsin x +arcsin y );x ,y ∈[-1,1] ⑵ cos(arccos x +arccos y ).x ,y ∈[-1,1]解:⑴ sin(arcsin x +arcsin y )=x 1-y 2+y 1-x 2.⑵ cos(arccos x +arccos y )=xy -1-x 2·1-y 2.情景再现1.若arctan x +arctan y +arctan z =π,证明:x +y +z =xyz ; ⑵ 证明:cot[arctan x +arctan(1-x )]=1-x +x 2.2.设f (x )=x 2-πx , α=arcsin 13,β=arctan 54,γ=arc cos(-13),δ=arc cot(- 54),则A .f (α)>f (β)>f (δ)>f (γ)B .f (α)>f (δ)>f (β)>f (γ)C .f (δ)>f (α)>f (β)>f (γ)D .f (δ)>f (α)>f (γ)>f (β)3.函数y =arc cos(12-x 2)的值域是A .[-π2,π6] B .[-π2,π3] C .[π6,π] D .[π3,π]B 类例题例4求10cot(arc cot3+arc cot7+arc cot13+arc cot21)的值. 解:设 arccot3=α,arccot7=β,arccot13=γ,arccot21=δ,则0<δ<γ<β<α<π4.∴ tan α=13,tan β=17,tan γ=113,tan δ=121,∴ tan(α+β)=tan α+tan β1-tan αtan β= 13+171-13⨯17=1020=12.tan(γ+δ)=tan γ+tan δ1-tan γtan δ =113+1211-113⨯121= 18.tan(α+β+γ+δ)=12 +181-12 ⨯18=23.∴ 10cot(arc cot3+arc cot7+arc cot13+arc cot21)=10⨯32 =15.例5求常数c ,使得 f (x )= arc tan 2-2x 1+4x +c 在区间(-14,14)内是奇函数.解:若f (x )是(-14,14)内的奇函数,则必要条件是f (0)=0,即c =-arctan2.当c =-arctan2时,tan(arcta 2-2x1+4x -arctan2)=2-2x1+4x -21+2-2x1+4x ·2=2-2x -2-8x1+4x +4-4x=-2x .即f (x )=arctan(-2x );f (-x )=arctan(-(-2x ))=arctan2x =-f (x ).故f (x )是(-14,14)内的奇函数.说明例6 [x ]表示不超过x 的最大整数,{x }表示x 的小数部分(即{x }=x -[x ]),则方程 cot[x ]·cot{x }=1的解集为 ;解:由于0≤{x }<1,故cot{x }>cot1>0,即cot{x }≠0.∴ cot[x ]= 1cot{x }=tan{x }=cot(π2-{x }),∴ [x ]=k π+π2-{x }.即[x }+{x }=k π+π2(k ∈Z ),就是x =k π+π2(k ∈Z ).说明情景再现4.函数f (x )=arc tan x +12arc sin x 的值域是A .(-π,π)B .[-3π4,3π4] C .(- 3π4,3π4) D .[-π2,π2]5、设-1<a <0,θ=arc sin a ,那么不等式 sin x <a 的解集为 A .{x |2n π+θ<x <(2n +1) π-θ,n ∈Z } B .{x |2n π-θ<x <(2n +1) π+θ,n ∈Z }C .{x |(2n -1) π+θ<x <2n π-θ,n ∈Z }D .{x |(2n -1) π-θ<x <2n π+θ,n ∈Z }6、在区间[0,π]上,三角方程cos7x =cos5x 的解的个数是 ;C 类例题例7求使方程a +a +sin x =sin x 有实数解的实数a 的取值范围. 分析解:sin x ≥0,平方得a +sin x =sin 2x -a ,故a ≤sin 2x ,平方整理得,a 2-(2sin 2x +1)a +sin 4x -sin x =0,这是一个关于a 的一元二次方程.=(2sin 2x +1)2-4(sin 4x -sin x )=4sin 2x +4sin x +1=(2sin x +1)2.∴ a =12[2sin 2x +1±(2sin x +1)].其中,a =sin 2x +sin x +1>sin 2x ,故舍去;a =sin 2x -sin x ,当0≤sin x ≤1时,有a ∈[-14,0].当a =0时,得sin x =0或1,有实解;当a =-14时,sin x =12,有实解.即a 的取值范围为[-14,0].说明例8解方程:cos n x -sin nx =1,这里,n 表示任意给定的正整数. 分析:可先从n =1,2,3,……着手研究,找出规律再解.n =1时,cos x =sin x +1, n =2时,cos 2x =sin 2x +1,n =3时,cos 3x =sin 3x +1, n =4时,cos 4x =sin 4x +1.解:原方程就是,cos n x =1+sin nx . ⑴ 当n 为正偶数时,由于cos n x ≤1,sin n x ≥0,故当且仅当cos n x =1,sin nx =0,即x =k π(k ∈Z )时为解.⑵ 当n 为正奇数时,若2k π≤x ≤2k π+π,则cos n x ≤1,sin n x ≥0,故只有cos n x =1,sin nx =0时,即x =2k π(k ∈Z )时为解;若2k π+π<x <2(k +1)π,由于1+sin nx ≥0,故只能在2k π+3π2≤x <2(k +1)π内求解,此时x =2k π+3π2满足方程.若2k π+3π2 <x <2(k +1)π,当n =1时,cos x -sin x =|cos x |+|sin x |>1,当n ≥3时,cos n x -sin n x =|cos n x |+|sin n x |<|cos 2x |+|sin 2x |=1.即此时无解.所以,当n 为正偶数时,解为x =k π(k ∈Z );当n 为正奇数时,解为x =2k π与x =2k π+3π2(k ∈Z ).说明情景再现7.解方程:cos 2x +cos 22x +cos 23x =1.8.求方程x 2-2x sin πx 2+1=0的所有实数根;习题251、arc sin(sin2000︒)= .(2000年全国高中数学联赛) 2.已知函数①y =arcsin(2x ), ②y =sin πx +cos πx , ③y =log 2x +log 1/2(1+x ).其中,在区间[12,1]上单调的函数是A .①、②和③B .②和③C .①和②D .③3.函数y =arcsin[sin x ]+arcos[cos x ],x ∈[0,2π)的值域(其中[x ]表示不超过实数x 的最大整数)是A .{0,π,3π2} B .{-π2,π2,3π2}C .{0,π2,π} D .{-2,-1,0,1}4.已知α∈(-π2 ,π2 ),sin2α=sin(α-π4 ),则α= ;5.求方程x 2-2x sin πx 2+1=0的所有实数根;6.求关于x 的方程 x 2-2x -sin πx 2+2=0的实数根.7.解方程:⎝ ⎛⎭⎪⎫sin x 22csc 2x =14 ; 8.求方程 sin n x +1cos m x =cos nx +1sin m x 的实数解,其中m 、n 是正奇数.本节“情景再现”解答:1.证明:⑴令arctan x =α,arctan y =β,arctan z =γ,则α+β+γ=π,tan α=x ,tan β=y ,tan γ=z .∴ x +y =tan α+tan β=tan(α+β)(1-tan αtan β)=-tan γ(1-tan αtan β)=-z (1-xy )=-z +xyz .∴ x +y +z =xyz .⑵ 设arctan x =α,arctan(1-x )=β,则tan(α+β)=x +(1-x )1-x (1-x ) =11-x +x2.∴ cot(α+β)=1-x +x 2.故证. 2.选B .解:f (x )=(x -π2)2-π24.0<α<π6,π4<β<π3,π2<γ<2π3,3π4<δ<5π6.∴ |γ-π2|<|β-π2|<|δ-π2|<|α-π2|,故f (α)>f (δ)>f (β)>f (γ).3.选D .解:-1≤12-x 2≤12,⇒π3≤y ≤π.4.解:定义域[-1,1],在此范围内arc tan x ∈[-π4,π4],12arc sin xx ∈[-π4,π4],故选D .5.解:-π-θ<x <θ,⇒(2n -1) π-θ<x <2n π+θ,选D . 6.解:7x =±5x +2k π,⇒x =k π,x =k π6(k ∈Z ),x =k π6,(k =0,1,2,3,4,5,6).7.解:12(1+cos2x +1+cos6x )+cos 22x =1,⇒cos4x cos2x +cos 22x=0,⇒cos2x cos3x cos x =0.cos2x =0,⇒2x =k π+π2,⇒x =12k π+π4;cos4x =-12,⇒4x =2k π±23π,⇒x =12k π±16π.(k ∈Z )8.解:∆=4sin2πx 2-4≥0,⇒故sin πx 2=±1,⇒πx 2=k π+π2,⇒x =2k +1.(2k +1)2-2(2k +1)(±1)+1=4k 2+4k +2-[±(4k +2)]=0.当k 为偶数时,4k 2=0,k =0;当k 为奇数时,4k 2+8k +4=0,k =-1.故解为x =±1.“习题25”解答:1.解:2000︒=1800︒+180︒+20︒,故sin2000︒=sin(180︒+20︒)=sin -20︒.故原式=-20︒.2.解:①函数在x ∈[12 ,1]时,2x ∈[1,2],此时y =arcsin(2x )无意义;从而A 、C 均错;② y =sin πx +cos πx =2sin(πx +π4)在[12 ,1]上单调减;故D 错;③ y =log 2x +log 1/2(1+x )=log 2x1+x=log 2(1-11+x )在[12,1]上单调增.故选B .3.解:x =0时,[sin x ]=0,[cos x ]=1,arcsin[sin x ]+arcos[cos x ]=0,x ∈(0,π2)时,[sin x ]= [cos x ]= 0,arcsin[sin x ]+arcos[cos x ]=π2; x =π2时,[sin x ]=1,[cos x ]=0,arcsin[sin x ]+arcos[cos x ]=π2,x ∈(π2,π]时,[sin x ]=0,[cos x ]=-1,arcsin[sin x ]+arcos[cos x ]=π;x ∈(π,3π2)时,[sin x ]=-1,[cos x ]=-1,arcsin[sin x ]+arcos[cos x ]=π2;x ∈[3π2,2π)时,[sin x ]=-1,[cos x ]=0,arcsin[sin x ]+arcos[cos x ]=π2;选C .4.解:2α=2k π+α-π4,⇒α=2k π-π4,⇒α=-π4;2α=2k π+π-α+π4,⇒α=-π4,α=5π12.5.解:∆=4sin2πx 2-4≥0,⇒故sin πx 2=±1,⇒πx 2=k π+π2,⇒x =2k +1.(2k +1)2-2(2k +1)(±1)+1=4k 2+4k +2-[±(4k +2)]=0.当k 为偶数时,4k 2=0,k =0;当k 为奇数时,4k 2+8k +4=0,k =-1.故解为x =±1.6.解:∆=4-4(2-sin πx 2)≥0,4sin πx 2≥4,⇒sin πx 2=1,πx2=2k π+π2,⇒x =4k +1. 得x 2-2x +1=0,x =1.(k =0).7.解:⎝ ⎛⎭⎪⎫sin x 2csc 2x =±12.⇒sin x 2=(±12)sin 2x ,但⎪⎪⎪⎪⎪⎪sin x 2≤12,而⎪⎪⎪⎪⎪⎪±12sin 2x ≥12.故sin x =±1,csc 2x =1. 从而,x =k π+π2(k ∈Z ).8.解:显然sin x =cos x 时满足方程,即方程有解x =k π+π4(k ∈Z ).下面说明方程没有别的解.首先,|sin x |=1或|cos x |=1时,方程失去意义,故|sin x |<1,|cos x |<1.原方程即 sin n x -1sin m x =cos nx - 1cos m x.当sin x >0,则左<0,⇒cos x >0,当sin x <0,则左>0,⇒cos x <0.即sin x 与cos x 同号.若sin x >cos x >0,则sin n x >cos nx >0,而1sin m x <1cos m x ,于是左>右,同样cos x >sin x >0,则右>左.对于sin x <0,cos x <0时也一样.于是只能sin x =cos x .故只有上解.欢迎您的下载,资料仅供参考!致力为企业和个人提供合同协议,策划案计划书,学习资料等等打造全网一站式需求。
(一)反三角函数的概念·例题
注 (i)求反三角函数值,先用一个字母表示这个反三角函数,再写出它的原三角函数,并确定所在角的象限。
然后利用已知三角函数值查表求出角来,或者利用特殊角的三角函数值求出角来。
(ii)如果一个式子中有多个反三角函数值,一般分别用一个字母表示,按上述步骤分别进行。
那么D= ______,M=______。
由对数函数的性质知,D由下面不等式组解确定
从而
所以M=(-∞,log2π-1)。
注求复合函数的定义域,可由里向外(或由外向里),一层一层得出有关不等式组。
求出这不等式组的解,即为所求的定义域。
(1)求它的定义域D;
(2)求它的反函数,并求反函数的值域与定义域。
注 (i)反三角函数都是单调函数。
故已知值域求定义域时,只须求出值域两端点的反三角函数值即可。
(ii)原函数的定义域为反函数的值域,原函数的值域为反函数的定义域。
所以 y=sinx=sin(x-2π) x-2π=arcsiny
y=arcsinx+2π
注求三角函数的反函数时,必须先利用诱导公式,把自变量的取值范围变到此三角函数的主值区间上,再利用反三角函数表出。
例4-1-5求y=arctg(9-8cosx-2sin2x)的定义域与值域。
解由于z=arctgu的定义域为(-∞,+∞),又因为y=cosx与y=sinx的定义域也都是(-∞,+∞),从而所求函数定义域也是(-∞,+∞)。
再求值域。
令u=9-8cosx-2sin2x,则
u=2(cosx-2)2-1
当cosx=-1时,u max=17,从而y max=arctg17;
注当复合函数的“外”函数是反三角函数时,求此复合函数的值域的步骤是:先求出“内”函数的最大值a与最小值b;令此复合函数为y=f(x);再求出f(a),f(b)。
那么值域为[f(a),f(b)](当“外”函数为增函数时)或
[f(b),f(a)](当“外”函数为减函数时)。