trigonometry

反三角函数

反三角函数(arcsin、arccos、arctan)由三角比还原出角。arcsin(y) = x 表示 sin(x) = y,且输出范围受到限制。

反三角函数由三角比还原出角。三个主要函数:

  • arcsin(y)=x\arcsin(y) = x 表示 sin(x)=y\sin(x) = y,其中 x[π/2,π/2]x \in [-\pi/2, \pi/2]
  • arccos(y)=x\arccos(y) = x 表示 cos(x)=y\cos(x) = y,其中 x[0,π]x \in [0, \pi]
  • arctan(y)=x\arctan(y) = x 表示 tan(x)=y\tan(x) = y,其中 x(π/2,π/2)x \in (-\pi/2, \pi/2)

输出范围受限是必要的,因为 sin\sincos\costan\tan 并非一对一——许多角共用相同的三角比。借由限制陪域,我们强制得到唯一的反函数。

记法:sin1(x)\sin^{-1}(x) 等同于 arcsin(x)\arcsin(x)——但不等同于 1/sin(x)1/\sin(x)(那是 cscx\csc x)。这种记法上的歧义是学生常犯的错误。

反三角函数出现于求解三角形问题时(已知边求角)、微积分中(其导数很简洁:ddxarctanx=11+x2\frac{d}{dx}\arctan x = \frac{1}{1+x^2}),以及物理学中(透过 arctan2\arctan2 由坐标计算角度)。