trigonometry

反三角函數

反三角函數(arcsin、arccos、arctan)由三角比還原出角。arcsin(y) = x 表示 sin(x) = y,且輸出範圍受到限制。

反三角函數由三角比還原出角。三個主要函數:

  • 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)。

輸出範圍受限是必要的,因為 sin⁡\sin、cos⁡\cos、tan⁡\tan 並非一對一——許多角共用相同的三角比。藉由限制對應域,我們強制得到唯一的反函數。

記法:sin⁡−1(x)\sin^{-1}(x) 等同於 arcsin⁡(x)\arcsin(x)——但不等同於 1/sin⁡(x)1/\sin(x)(那是 csc⁡x\csc x)。這種記法上的歧義是學生常犯的錯誤。

反三角函數出現於求解三角形問題時(已知邊求角)、微積分中(其導數很簡潔:ddxarctan⁡x=11+x2\frac{d}{dx}\arctan x = \frac{1}{1+x^2}),以及物理學中(透過 arctan⁡2\arctan2 由座標計算角度)。

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