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1、§3-5反三角函數的基本概念(甲)反函數的概念x2xfg(1)反函數的定義:函數f(x)、g(y),設x,y分別是f(x)、g(y)定義域內任意元素,如果g(f(x))=x且f(g(y))=y則稱f(x)與g(y)互為反函數,f(x)的反函數記為f-1(x),即g(x)=f-1(x)。此時f(x)、g(x)的定義域與值域互換,即f(x)的定義域為f-1(x)的值域,f(x)的值域為f-1(x)的定義域。例一:設f(x)=2x,定義域=R,值域={y
2、y³0},我們來討論f(x)的反函數g(y),因為24,0.520.5,,x所以42,20.5,,2xx由對數的定義可知g(y)=log
3、2y,定義域={y
4、y³0},值域=R例二:設f(x)=x2,定義域=R,值域={y
5、y³0},觀察它的對應情形11,-11,24,-24,±39,±xx2,當我們求它的反函數時,會遭遇到一個問題,到底x2要對應回去x或是-x呢?因為f(x)=x2是一個2對1的函數,因此反函數定義時會遭遇到1對2無法形成函數,這個情形與(1)的情形不同,f(x)=2x是一個1對1的函數,故直接對應回來就能定義反函數;而f(x)=x2是一個2對1的函數,我們要定義反函數時,就要採取彈性的方法,所謂彈性的方法就是限制原函數的定義域,使得原函數在限制下的定義域是一個1對1的函數。當定義域限制成{x
6、x³0
7、}時,可定義反函數f-1(y)=,當定義域限制成{x
8、x£0}時,可定義反函數f-1(y)=-。例三:處理三角函數的情形,與處理f(x)=x2的情形類似,考慮f(x)=sinx,因為+2kp它是一個多對1的函數,所以要處理正弦函數的反函數問題時,要將定義域做適當的限制,其它的5個三角函數也是用同樣的方法來處理。~3-5-11~(乙)反正弦函數(1)反正弦sin-1a的定義:對於每一個實數aÎ[-1,1],在區間[,]內,都恰有一個實數x,使得sinx=a。這個唯一的實數x,就記為sin-1a(有時也記為arcsina),讀做arcsinea。例如:因為在[,]內只有使得sin=,所以
9、sin-1=。因為在[,]內只有使得sin=,所以sin-1()=。注意:(a)sin=,為什麼sin-1¹呢?(b)sin-1有意義嗎?為什麼?a01----1sin-1a結論:sin-1a=qÛaÎ[-1,1],qÎ[,]且sinq=x(2)反正弦函數:由y=sinx的圖形可知定義域限制在[,]內時,y=sinx為一個1-1函數。(a)定義反正弦函數:根據sin-1x的定義,可知我們限制y=sinx的定義域到[,],此時y=sinx為1對1的函數,因此可以定義反正弦函數y=f(x)=sin-1x,可知定義域={x
10、-1£x£1},值域={y
11、£y£}。(b)反正弦函數的圖形:對於
12、aÎ[,],點(a,b)在y=sinx,的圖形上~3-5-11~Û點(b,a)在y=sin-1x的圖形上。所以y=sinx,xÎ[,]與y=sin-1x的圖形對稱於直線y=x。(3)反正弦函數的性質:性質1:y=sin-1x圖形對稱原點,為奇函數。sin-1(-x)=-sin-1(x),-1£x£1性質2:若-1£x£1,則sin(sin-1x)=x。性質3:若£x£,則sin-1(sinx)=x。性質4:若xÎR,則sin-1(sinx)¹x,例sin-1(sin)=sin-1()=¹。[例題1]求下列各式的值:(1)sin-1(sin)(2)sin-1sin(3)sin-1sin
13、1(4)sin-1sin2Ans:(1)(2)-(3)1(4)p-2[例題2]求下列各式的值:(1)sinsin-1(2)sinsin-1()(3)sinsin-11(4)sinsin-12Ans:(1)(2)(3)1(4)無意義(練習1)求下列各小題的值:(1)sin-11=?(2)sin-1[利用三角函數值表](3)sin-1=?(4)sin-1(cos)=?(5)sin(sin-1)=?(6)sin-1(sin10)(7)sin-1sinAns:(1)(2)約0.41弧度(3)無意義(4)(5)(6)3p-10(7)~3-5-11~(練習1)在△ABC中,若=2,=6,ÐB=1
14、35°,求ÐA。Ans:ÐA=sin-1(丙)反餘弦函數(1)反餘弦cos-1a的定義:對於每一個a,-1£a£1,在區間{x
15、0£x£p}上都恰有一個實數x使得cosx=a這個唯一的實數x,就記為cos-1a(有時也記做arccosa),讀做arccosinea。例如:因為0££p,cos=,所以cos-1=。因為0££p,cos=,所以cos-1()=。注意:(1)cos=,為何cos-1¹呢?(2)cos-1是否有意義?a01----1cos-1as