逆三角関数計算機

ステップごとの解説付きで arcsin、arccos、arctan を評価します

ドラッグ&ドロップ、または クリック して画像や PDF を追加

Math Input
arcsin(1/2)
arccos(-sqrt(2)/2)
arctan(sqrt(3))
sin(arccos(3/5))

逆三角関数とは何か?

逆三角関数は、標準的な三角関数を反転します。比が与えられると、角を返します。

arcsin(x)=θ    sin(θ)=x\arcsin(x) = \theta \iff \sin(\theta) = x
arccos(x)=θ    cos(θ)=x\arccos(x) = \theta \iff \cos(\theta) = x
arctan(x)=θ    tan(θ)=x\arctan(x) = \theta \iff \tan(\theta) = x

三角関数は1対1でないため、適切な逆関数を定義するために定義域を制限します。

関数定義域値域(主値)
arcsin(x)\arcsin(x)[1,1][-1, 1][π2,π2]\left[-\frac{\pi}{2}, \frac{\pi}{2}\right]
arccos(x)\arccos(x)[1,1][-1, 1][0,π][0, \pi]
arctan(x)\arctan(x)(,)(-\infty, \infty)(π2,π2)\left(-\frac{\pi}{2}, \frac{\pi}{2}\right)

別の記法:sin1(x)\sin^{-1}(x)cos1(x)\cos^{-1}(x)tan1(x)\tan^{-1}(x)(注意:sin1(x)1sinx\sin^{-1}(x) \neq \frac{1}{\sin x})。

主な関係

  • すべての x[1,1]x \in [-1, 1] について arcsin(x)+arccos(x)=π2\arcsin(x) + \arccos(x) = \frac{\pi}{2}
  • すべての xx について arctan(x)+arccot(x)=π2\arctan(x) + \text{arccot}(x) = \frac{\pi}{2}

逆三角関数は積分(11+x2dx=arctanx+C\int \frac{1}{1+x^2}\,dx = \arctan x + C)、幾何学、航法、物理学に現れます。

逆三角関数の評価方法

方法1:既知の値を使う

標準的な値については、単位円を逆に使います。

arcsin(12)=π6なぜなら sinπ6=12\arcsin\left(\frac{1}{2}\right) = \frac{\pi}{6} \quad \text{なぜなら } \sin\frac{\pi}{6} = \frac{1}{2}

よくある厳密値

入力arcsin\arcsinarccos\arccosarctan\arctan
0000π2\frac{\pi}{2}00
12\frac{1}{2}π6\frac{\pi}{6}π3\frac{\pi}{3}
22\frac{\sqrt{2}}{2}π4\frac{\pi}{4}π4\frac{\pi}{4}
32\frac{\sqrt{3}}{2}π3\frac{\pi}{3}π6\frac{\pi}{6}
11π2\frac{\pi}{2}00π4\frac{\pi}{4}
3\sqrt{3}π3\frac{\pi}{3}

方法2:直角三角形法

cos(arcsin(35))\cos(\arcsin(\frac{3}{5})) のような合成を評価するには:

  1. θ=arcsin(35)\theta = \arcsin(\frac{3}{5}) とおくと sinθ=35\sin\theta = \frac{3}{5}
  2. 直角三角形を描く:対辺 =3= 3、斜辺 =5= 5
  3. 隣辺 =259=4= \sqrt{25 - 9} = 4 を求める(ピタゴラスの定理)
  4. したがって cosθ=45\cos\theta = \frac{4}{5}

方法3:代数的恒等式

簡約に便利な恒等式:

sin(arccosx)=1x2\sin(\arccos x) = \sqrt{1 - x^2}
cos(arcsinx)=1x2\cos(\arcsin x) = \sqrt{1 - x^2}
tan(arcsinx)=x1x2\tan(\arcsin x) = \frac{x}{\sqrt{1 - x^2}}
sin(arctanx)=x1+x2\sin(\arctan x) = \frac{x}{\sqrt{1 + x^2}}
cos(arctanx)=11+x2\cos(\arctan x) = \frac{1}{\sqrt{1 + x^2}}

方法4:逆三角関数の導関数

これらは微分積分に不可欠です。

ddxarcsinx=11x2\frac{d}{dx}\arcsin x = \frac{1}{\sqrt{1-x^2}}
ddxarccosx=11x2\frac{d}{dx}\arccos x = -\frac{1}{\sqrt{1-x^2}}
ddxarctanx=11+x2\frac{d}{dx}\arctan x = \frac{1}{1+x^2}

手法の比較

方法適した場面主な目印
既知の値標準的な比入力が 0,12,22,32,10, \frac{1}{2}, \frac{\sqrt{2}}{2}, \frac{\sqrt{3}}{2}, 1
直角三角形合成cos(arcsin())\cos(\arcsin(\cdot)) 型の式
恒等式代数的簡約逆三角関数を消す必要がある
電卓非標準の小数厳密な形が期待されない

よくある間違い

  • sin1(x)\sin^{-1}(x)1sinx\frac{1}{\sin x} の混同:記法 sin1(x)\sin^{-1}(x) は arcsin を意味し、余割ではありません。文脈を使うか、混同を避けるために「arc」記法を好んでください。
  • 主値の値域を無視するarcsin(12)=π6\arcsin(-\frac{1}{2}) = -\frac{\pi}{6} であり、11π6\frac{11\pi}{6} ではありません。答えは定義された値域 [π2,π2][-\frac{\pi}{2}, \frac{\pi}{2}] になければなりません。
  • 約分を誤って適用するx[1,1]x \in [-1,1] について sin(arcsinx)=x\sin(\arcsin x) = x ですが、arcsin(sinx)=x\arcsin(\sin x) = xx[π2,π2]x \in [-\frac{\pi}{2}, \frac{\pi}{2}] のときのみです。この範囲の外では、適切な符号付きの基準角が得られます。
  • 定義域の誤りarcsin(2)\arcsin(2)arccos(3)\arccos(-3) は、定義域が [1,1][-1, 1] なので実数では未定義です。
  • ピタゴラスの段階での符号の誤り:直角三角形法を使うときは、主値の値域が示唆する象限に基づいて正しい符号をとることを確認してください。

Examples

Step 1: cosθ=32\cos\theta = -\frac{\sqrt{3}}{2} となる θ[0,π]\theta \in [0, \pi] が必要
Step 2: cosπ6=32\cos\frac{\pi}{6} = \frac{\sqrt{3}}{2} がわかる。余弦が負なので、θ\theta は第II象限にある
Step 3: θ=ππ6=5π6\theta = \pi - \frac{\pi}{6} = \frac{5\pi}{6}
Answer: 5π6\frac{5\pi}{6}

Step 1: θ=arctan43\theta = \arctan\frac{4}{3} とおくと θ(π2,π2)\theta \in (-\frac{\pi}{2}, \frac{\pi}{2})tanθ=43\tan\theta = \frac{4}{3}
Step 2: 直角三角形を描く:対辺 =4= 4、隣辺 =3= 3、斜辺 =16+9=5= \sqrt{16 + 9} = 5
Step 3: sinθ=対辺斜辺=45\sin\theta = \frac{\text{対辺}}{\text{斜辺}} = \frac{4}{5}
Answer: 45\frac{4}{5}

Step 1: まず sin5π4\sin\frac{5\pi}{4} を計算。この角は基準角 π4\frac{\pi}{4} の第III象限にある:sin5π4=22\sin\frac{5\pi}{4} = -\frac{\sqrt{2}}{2}
Step 2: 次に arcsin(22)\arcsin(-\frac{\sqrt{2}}{2}) を求める:sinθ=22\sin\theta = -\frac{\sqrt{2}}{2} となる θ[π2,π2]\theta \in [-\frac{\pi}{2}, \frac{\pi}{2}] が必要
Step 3: θ=π4\theta = -\frac{\pi}{4}(制限された値域の第IV象限)
Answer: π4-\frac{\pi}{4}

Frequently Asked Questions

Arcsin(x) は「正弦が x である角は何か?」に答えます。arccos と arctan も同様です。これらは sin、cos、tan の逆演算です。例えば、sin(30度) = 1/2 なので arcsin(1/2) = 30度(または pi/6 ラジアン)です。

正弦、余弦、正接は周期的なので、各出力値は無限に多くの角に対応します。逆を適切な関数(入力ごとに1つの出力)にするため、主値の値域に制限します。arcsin では [-pi/2, pi/2]、arccos では [0, pi]、arctan では (-pi/2, pi/2) です。

いいえ。sin^(-1)(x) は arcsin(x)、すなわち逆関数を意味します。逆数 1/sin(x) は csc(x)(余割)と書きます。あいまいな指数記法のため、これはよくある混同の元です。

Arcsin と arccos は、正弦と余弦がその範囲を超えないため、-1 から 1 までの入力のみを受け付けます。Arctan は、正接が任意の実数値を生めるため、任意の実数を入力として受け付けます。

Related Solvers

Try AI-Math for Free

Get step-by-step solutions to any math problem. Upload a photo or type your question.

Start Solving