Арксинус(y = arcsin(x)) – это обратная тригонометрическая функция к синусу x = sin(y). Область определения -1 ≤ x ≤ 1 и множество значений -π/2 ≤ y ≤ +π/2.
График пересекает оси в начале координат.
| arcsin(0) = 0° | arcsin(0.8660254038) = 120° | arcsin(-0.8660254038) = 240° |
| arcsin(0.01745240644) = 1° | arcsin(0.8571673007) = 121° | arcsin(-0.8746197071) = 241° |
| arcsin(0.0348994967) = 2° | arcsin(0.8480480962) = 122° | arcsin(-0.8829475929) = 242° |
| arcsin(0.05233595624) = 3° | arcsin(0.8386705679) = 123° | arcsin(-0.8910065242) = 243° |
| arcsin(0.06975647374) = 4° | arcsin(0.8290375726) = 124° | arcsin(-0.8987940463) = 244° |
| arcsin(0.08715574275) = 5° | arcsin(0.8191520443) = 125° | arcsin(-0.906307787) = 245° |
| arcsin(0.1045284633) = 6° | arcsin(0.8090169944) = 126° | arcsin(-0.9135454576) = 246° |
| arcsin(0.1218693434) = 7° | arcsin(0.79863551) = 127° | arcsin(-0.9205048535) = 247° |
| arcsin(0.139173101) = 8° | arcsin(0.7880107536) = 128° | arcsin(-0.9271838546) = 248° |
| arcsin(0.156434465) = 9° | arcsin(0.7771459615) = 129° | arcsin(-0.9335804265) = 249° |
| arcsin(0.1736481777) = 10° | arcsin(0.7660444431) = 130° | arcsin(-0.9396926208) = 250° |
| arcsin(0.1908089954) = 11° | arcsin(0.7547095802) = 131° | arcsin(-0.9455185756) = 251° |
| arcsin(0.2079116908) = 12° | arcsin(0.7431448255) = 132° | arcsin(-0.9510565163) = 252° |
| arcsin(0.2249510543) = 13° | arcsin(0.7313537016) = 133° | arcsin(-0.956304756) = 253° |
| arcsin(0.2419218956) = 14° | arcsin(0.7193398003) = 134° | arcsin(-0.9612616959) = 254° |
| arcsin(0.2588190451) = 15° | arcsin(0.7071067812) = 135° | arcsin(-0.9659258263) = 255° |
| arcsin(0.2756373558) = 16° | arcsin(0.6946583705) = 136° | arcsin(-0.9702957263) = 256° |
| arcsin(0.2923717047) = 17° | arcsin(0.6819983601) = 137° | arcsin(-0.9743700648) = 257° |
| arcsin(0.3090169944) = 18° | arcsin(0.6691306064) = 138° | arcsin(-0.9781476007) = 258° |
| arcsin(0.3255681545) = 19° | arcsin(0.656059029) = 139° | arcsin(-0.9816271834) = 259° |
| arcsin(0.3420201433) = 20° | arcsin(0.6427876097) = 140° | arcsin(-0.984807753) = 260° |
| arcsin(0.3583679495) = 21° | arcsin(0.629320391) = 141° | arcsin(-0.9876883406) = 261° |
| arcsin(0.3746065934) = 22° | arcsin(0.6156614753) = 142° | arcsin(-0.9902680687) = 262° |
| arcsin(0.3907311285) = 23° | arcsin(0.6018150232) = 143° | arcsin(-0.9925461516) = 263° |
| arcsin(0.4067366431) = 24° | arcsin(0.5877852523) = 144° | arcsin(-0.9945218954) = 264° |
| arcsin(0.4226182617) = 25° | arcsin(0.5735764364) = 145° | arcsin(-0.9961946981) = 265° |
| arcsin(0.4383711468) = 26° | arcsin(0.5591929035) = 146° | arcsin(-0.9975640503) = 266° |
| arcsin(0.4539904997) = 27° | arcsin(0.544639035) = 147° | arcsin(-0.9986295348) = 267° |
| arcsin(0.4694715628) = 28° | arcsin(0.5299192642) = 148° | arcsin(-0.999390827) = 268° |
| arcsin(0.4848096202) = 29° | arcsin(0.5150380749) = 149° | arcsin(-0.9998476952) = 269° |
| arcsin(0.5) = 30° | arcsin(0.5) = 150° | arcsin(-1) = 270° |
| arcsin(0.5150380749) = 31° | arcsin(0.4848096202) = 151° | arcsin(-0.9998476952) = 271° |
| arcsin(0.5299192642) = 32° | arcsin(0.4694715628) = 152° | arcsin(-0.999390827) = 272° |
| arcsin(0.544639035) = 33° | arcsin(0.4539904997) = 153° | arcsin(-0.9986295348) = 273° |
| arcsin(0.5591929035) = 34° | arcsin(0.4383711468) = 154° | arcsin(-0.9975640503) = 274° |
| arcsin(0.5735764364) = 35° | arcsin(0.4226182617) = 155° | arcsin(-0.9961946981) = 275° |
| arcsin(0.5877852523) = 36° | arcsin(0.4067366431) = 156° | arcsin(-0.9945218954) = 276° |
| arcsin(0.6018150232) = 37° | arcsin(0.3907311285) = 157° | arcsin(-0.9925461516) = 277° |
| arcsin(0.6156614753) = 38° | arcsin(0.3746065934) = 158° | arcsin(-0.9902680687) = 278° |
| arcsin(0.629320391) = 39° | arcsin(0.3583679495) = 159° | arcsin(-0.9876883406) = 279° |
| arcsin(0.6427876097) = 40° | arcsin(0.3420201433) = 160° | arcsin(-0.984807753) = 280° |
| arcsin(0.656059029) = 41° | arcsin(0.3255681545) = 161° | arcsin(-0.9816271834) = 281° |
| arcsin(0.6691306064) = 42° | arcsin(0.3090169944) = 162° | arcsin(-0.9781476007) = 282° |
| arcsin(0.6819983601) = 43° | arcsin(0.2923717047) = 163° | arcsin(-0.9743700648) = 283° |
| arcsin(0.6946583705) = 44° | arcsin(0.2756373558) = 164° | arcsin(-0.9702957263) = 284° |
| arcsin(0.7071067812) = 45° | arcsin(0.2588190451) = 165° | arcsin(-0.9659258263) = 285° |
| arcsin(0.7193398003) = 46° | arcsin(0.2419218956) = 166° | arcsin(-0.9612616959) = 286° |
| arcsin(0.7313537016) = 47° | arcsin(0.2249510543) = 167° | arcsin(-0.956304756) = 287° |
| arcsin(0.7431448255) = 48° | arcsin(0.2079116908) = 168° | arcsin(-0.9510565163) = 288° |
| arcsin(0.7547095802) = 49° | arcsin(0.1908089954) = 169° | arcsin(-0.9455185756) = 289° |
| arcsin(0.7660444431) = 50° | arcsin(0.1736481777) = 170° | arcsin(-0.9396926208) = 290° |
| arcsin(0.7771459615) = 51° | arcsin(0.156434465) = 171° | arcsin(-0.9335804265) = 291° |
| arcsin(0.7880107536) = 52° | arcsin(0.139173101) = 172° | arcsin(-0.9271838546) = 292° |
| arcsin(0.79863551) = 53° | arcsin(0.1218693434) = 173° | arcsin(-0.9205048535) = 293° |
| arcsin(0.8090169944) = 54° | arcsin(0.1045284633) = 174° | arcsin(-0.9135454576) = 294° |
| arcsin(0.8191520443) = 55° | arcsin(0.08715574275) = 175° | arcsin(-0.906307787) = 295° |
| arcsin(0.8290375726) = 56° | arcsin(0.06975647374) = 176° | arcsin(-0.8987940463) = 296° |
| arcsin(0.8386705679) = 57° | arcsin(0.05233595624) = 177° | arcsin(-0.8910065242) = 297° |
| arcsin(0.8480480962) = 58° | arcsin(0.0348994967) = 178° | arcsin(-0.8829475929) = 298° |
| arcsin(0.8571673007) = 59° | arcsin(0.01745240644) = 179° | arcsin(-0.8746197071) = 299° |
| arcsin(0.8660254038) = 60° | arcsin(0) = 180° | arcsin(-0.8660254038) = 300° |
| arcsin(0.8746197071) = 61° | arcsin(-0.01745240644) = 181° | arcsin(-0.8571673007) = 301° |
| arcsin(0.8829475929) = 62° | arcsin(-0.0348994967) = 182° | arcsin(-0.8480480962) = 302° |
| arcsin(0.8910065242) = 63° | arcsin(-0.05233595624) = 183° | arcsin(-0.8386705679) = 303° |
| arcsin(0.8987940463) = 64° | arcsin(-0.06975647374) = 184° | arcsin(-0.8290375726) = 304° |
| arcsin(0.906307787) = 65° | arcsin(-0.08715574275) = 185° | arcsin(-0.8191520443) = 305° |
| arcsin(0.9135454576) = 66° | arcsin(-0.1045284633) = 186° | arcsin(-0.8090169944) = 306° |
| arcsin(0.9205048535) = 67° | arcsin(-0.1218693434) = 187° | arcsin(-0.79863551) = 307° |
| arcsin(0.9271838546) = 68° | arcsin(-0.139173101) = 188° | arcsin(-0.7880107536) = 308° |
| arcsin(0.9335804265) = 69° | arcsin(-0.156434465) = 189° | arcsin(-0.7771459615) = 309° |
| arcsin(0.9396926208) = 70° | arcsin(-0.1736481777) = 190° | arcsin(-0.7660444431) = 310° |
| arcsin(0.9455185756) = 71° | arcsin(-0.1908089954) = 191° | arcsin(-0.7547095802) = 311° |
| arcsin(0.9510565163) = 72° | arcsin(-0.2079116908) = 192° | arcsin(-0.7431448255) = 312° |
| arcsin(0.956304756) = 73° | arcsin(-0.2249510543) = 193° | arcsin(-0.7313537016) = 313° |
| arcsin(0.9612616959) = 74° | arcsin(-0.2419218956) = 194° | arcsin(-0.7193398003) = 314° |
| arcsin(0.9659258263) = 75° | arcsin(-0.2588190451) = 195° | arcsin(-0.7071067812) = 315° |
| arcsin(0.9702957263) = 76° | arcsin(-0.2756373558) = 196° | arcsin(-0.6946583705) = 316° |
| arcsin(0.9743700648) = 77° | arcsin(-0.2923717047) = 197° | arcsin(-0.6819983601) = 317° |
| arcsin(0.9781476007) = 78° | arcsin(-0.3090169944) = 198° | arcsin(-0.6691306064) = 318° |
| arcsin(0.9816271834) = 79° | arcsin(-0.3255681545) = 199° | arcsin(-0.656059029) = 319° |
| arcsin(0.984807753) = 80° | arcsin(-0.3420201433) = 200° | arcsin(-0.6427876097) = 320° |
| arcsin(0.9876883406) = 81° | arcsin(-0.3583679495) = 201° | arcsin(-0.629320391) = 321° |
| arcsin(0.9902680687) = 82° | arcsin(-0.3746065934) = 202° | arcsin(-0.6156614753) = 322° |
| arcsin(0.9925461516) = 83° | arcsin(-0.3907311285) = 203° | arcsin(-0.6018150232) = 323° |
| arcsin(0.9945218954) = 84° | arcsin(-0.4067366431) = 204° | arcsin(-0.5877852523) = 324° |
| arcsin(0.9961946981) = 85° | arcsin(-0.4226182617) = 205° | arcsin(-0.5735764364) = 325° |
| arcsin(0.9975640503) = 86° | arcsin(-0.4383711468) = 206° | arcsin(-0.5591929035) = 326° |
| arcsin(0.9986295348) = 87° | arcsin(-0.4539904997) = 207° | arcsin(-0.544639035) = 327° |
| arcsin(0.999390827) = 88° | arcsin(-0.4694715628) = 208° | arcsin(-0.5299192642) = 328° |
| arcsin(0.9998476952) = 89° | arcsin(-0.4848096202) = 209° | arcsin(-0.5150380749) = 329° |
| arcsin(1) = 90° | arcsin(-0.5) = 210° | arcsin(-0.5) = 330° |
| arcsin(0.9998476952) = 91° | arcsin(-0.5150380749) = 211° | arcsin(-0.4848096202) = 331° |
| arcsin(0.999390827) = 92° | arcsin(-0.5299192642) = 212° | arcsin(-0.4694715628) = 332° |
| arcsin(0.9986295348) = 93° | arcsin(-0.544639035) = 213° | arcsin(-0.4539904997) = 333° |
| arcsin(0.9975640503) = 94° | arcsin(-0.5591929035) = 214° | arcsin(-0.4383711468) = 334° |
| arcsin(0.9961946981) = 95° | arcsin(-0.5735764364) = 215° | arcsin(-0.4226182617) = 335° |
| arcsin(0.9945218954) = 96° | arcsin(-0.5877852523) = 216° | arcsin(-0.4067366431) = 336° |
| arcsin(0.9925461516) = 97° | arcsin(-0.6018150232) = 217° | arcsin(-0.3907311285) = 337° |
| arcsin(0.9902680687) = 98° | arcsin(-0.6156614753) = 218° | arcsin(-0.3746065934) = 338° |
| arcsin(0.9876883406) = 99° | arcsin(-0.629320391) = 219° | arcsin(-0.3583679495) = 339° |
| arcsin(0.984807753) = 100° | arcsin(-0.6427876097) = 220° | arcsin(-0.3420201433) = 340° |
| arcsin(0.9816271834) = 101° | arcsin(-0.656059029) = 221° | arcsin(-0.3255681545) = 341° |
| arcsin(0.9781476007) = 102° | arcsin(-0.6691306064) = 222° | arcsin(-0.3090169944) = 342° |
| arcsin(0.9743700648) = 103° | arcsin(-0.6819983601) = 223° | arcsin(-0.2923717047) = 343° |
| arcsin(0.9702957263) = 104° | arcsin(-0.6946583705) = 224° | arcsin(-0.2756373558) = 344° |
| arcsin(0.9659258263) = 105° | arcsin(-0.7071067812) = 225° | arcsin(-0.2588190451) = 345° |
| arcsin(0.9612616959) = 106° | arcsin(-0.7193398003) = 226° | arcsin(-0.2419218956) = 346° |
| arcsin(0.956304756) = 107° | arcsin(-0.7313537016) = 227° | arcsin(-0.2249510543) = 347° |
| arcsin(0.9510565163) = 108° | arcsin(-0.7431448255) = 228° | arcsin(-0.2079116908) = 348° |
| arcsin(0.9455185756) = 109° | arcsin(-0.7547095802) = 229° | arcsin(-0.1908089954) = 349° |
| arcsin(0.9396926208) = 110° | arcsin(-0.7660444431) = 230° | arcsin(-0.1736481777) = 350° |
| arcsin(0.9335804265) = 111° | arcsin(-0.7771459615) = 231° | arcsin(-0.156434465) = 351° |
| arcsin(0.9271838546) = 112° | arcsin(-0.7880107536) = 232° | arcsin(-0.139173101) = 352° |
| arcsin(0.9205048535) = 113° | arcsin(-0.79863551) = 233° | arcsin(-0.1218693434) = 353° |
| arcsin(0.9135454576) = 114° | arcsin(-0.8090169944) = 234° | arcsin(-0.1045284633) = 354° |
| arcsin(0.906307787) = 115° | arcsin(-0.8191520443) = 235° | arcsin(-0.08715574275) = 355° |
| arcsin(0.8987940463) = 116° | arcsin(-0.8290375726) = 236° | arcsin(-0.06975647374) = 356° |
| arcsin(0.8910065242) = 117° | arcsin(-0.8386705679) = 237° | arcsin(-0.05233595624) = 357° |
| arcsin(0.8829475929) = 118° | arcsin(-0.8480480962) = 238° | arcsin(-0.0348994967) = 358° |
| arcsin(0.8746197071) = 119° | arcsin(-0.8571673007) = 239° | arcsin(-0.01745240644) = 359° |
В данной статье рассматриваются вопросы нахождения значений арксинуса, арккосинуса, арктангенса и арккотангенса заданного числа. Для начала вводятся понятия арксинуса, арккосинуса, арктангенса и арккотангенса. Рассматриваем основные их значения, по таблицам, в том числе и Брадиса, нахождение этих функций.
Значения арксинуса, арккосинуса, арктангенса и арккотангенса
Необходимо разобраться в понятиях «значения арксинуса, арккосинуса, арктангенса, арккотангенса».
Определения арксинуса, арккосинуса, арктангенса и арккотангенса числа помогут разобраться в вычислении заданных функций. Значение тригонометрических функций угла равняется числу a, тогда автоматически считается величиной этого угла. Если a – число, тогда это и есть значение функции.
Для четкого понимания рассмотрим пример.
Если имеем арккосинус угла равного π3, то значение косинуса отсюда равно 12 по таблице косинусов. Данный угол расположен в промежутке от нуля до пи, значит, значение арккосинуса 12 получим π на 3. Такое тригонометрическое выражение записывается как arcos(12)=π3.
Величиной угла может быть как градус, так и радиан. Значение угла π3 равняется углу в 60 градусов (подробней разбирается в теме перевода градусов в радианы и обратно). Данный пример с арккосинусом 12 имеет значение 60 градусов. Такая тригонометрическая запись имеет вид arccos12=60°
Основные значения arcsin, arccos, arctg и arctg
Благодаря таблице синусов, косинусов, тангенсов и котангенсов, мы имеет точные значения угла при 0, ±30, ±45, ±60, ±90, ±120, ±135, ±150, ±180 градусов. Таблица достаточно удобна и из нее можно получать некоторые значения для аркфункций, которые имеют название как основные значения арксинуса, арккосинуса, арктангенса и арккотангенса.
Таблица синусов основных углов предлагает такие результаты значений углов:
sin(-π2)=-1, sin(-π3)=-32, sin(-π4)=-22, sin(-π6)=-12,sin 0 =0, sinπ6=12, sinπ4=22, sinπ3=32, sinπ2=1
Учитывая их, можно легко высчитать арксинус числа всех стандартных значений, начиная от -1 и заканчивая 1, также значения от –π2 до +π2 радианов, следуя его основному значению определения. Это и является основными значениями арксинуса.
Для удобного применения значений арксинуса занесем в таблицу. Со временем придется выучить эти значения, так как на практике приходится часто к ним обращаться. Ниже приведена таблица арксинуса с радианным и градусным значением углов.
| α | -1 | -32 | -22 | -12 | 0 | 12 | 22 | 32 | |
| arcsin αкак угол |
в радианах |
-π2 | -π3 | -π4 | -π6 | 0 | π6 | π4 | π3 |
| в градусах | -90° | -60° | -45° | -30° | 0° | 30° | 45° | 60° | |
| arcsin α как число | -π2 | -π3 | -π4 | -π6 | 0 | π6 | π4 | π3 |
Для получения основных значений арккосинуса необходимо обратиться к таблице косинусов основных углов. Тогда имеем:
cos 0=1, cos π6=32 , cos π4=22, cos π3=12, cosπ2=0,cos2π3=-12, cos3π4=-22, cos5π6=-32, cosπ=-1
Следуя из таблицы, находим значения арккосинуса:
arccos (-1)=π, arccos (-32)=5π6, arcocos (-22)=3π4, arccos-12=2π3, arccos 0 =π2, arccos 12=π3, arccos 22=π4, arccos32=π6, arccos 1 =0
Таблица арккосинусов.
| α | -1 | -32 | -22 | -12 | 0 | 12 | 22 | 32 | 1 | |
| arccos αкак угол |
в радианах |
π | 5π6 | 3π4 | 2π3 | π2 | π3 | π4 | π6 | 0 |
| в градусах | 180° | 150° | 135° | 120° | 90° | 60° | 45° | 30° | 0° | |
| arccos α как число | π | 5π6 | 3π4 | 2π3 | π2 | π3 | π4 | π6 | 0 |
Таким же образом, исходя из определения и стандартных таблиц, находятся значения арктангенса и арккотангенса, которые изображены в таблице арктангенсов и арккотангенсов ниже.
| α | -3 | -1 | -33 | 0 | 33 | 1 | 3 | |
| arctg aкак угол | в радианах | -π3 | -π4 | -π6 | 0 | π6 | π4 | π3 |
| в градусах | -60° | -45° | -30° | 0° | 30° | 45° | 60° | |
| arctg a как число | -π3 | -π4 | -π6 | 0 | π6 | π4 | π3 |
Нахождение значений по таблицам синусов, косинусов, тангенсов и котангенсов Брадиса
arcsin, arccos, arctg и arcctg
Для точного значения arcsin, arccos, arctg и arcctg числа а необходимо знать величину угла. Об этом сказано в предыдущем пункте. Однако, точное значении функции нам неизвестно. Если необходимо найти числовое приближенное значение аркфункций, применяют таблицу синусов, косинусов, тангенсов и котангенсов Брадиса.
Такая таблица позволяет выполнять довольно точные вычисления, так как значения даются с четырьмя знаками после запятой. Благодаря этому числа выходят точными до минуты. Значения arcsin, arccos, arctg и arcctg отрицательных и положительных чисел сводится к нахождению формул arcsin, arccos, arctg и arcctg противоположных чисел вида arcsin(-α)=-arcsin α, arccos(-α)=π-arccos α, arctg(-α)=-arctg α, arcctg(-α)=π-arcctg α.
Рассмотрим решение нахождения значений arcsin, arccos, arctg и arcctg с помощью таблицы Брадиса.
Если нам необходимо найти значение арксинуса 0,2857, ищем значение, найдя таблицу синусов. Видим, что данному числу соответствует значение угла sin 16 градусов и 36 минут. Значит, арксинус числа 0,2857 – это искомый угол в 16 градусов и 36 минут. Рассмотрим на рисунке ниже.
Правее градусов имеются столбцы называемые поправки. При искомом арксинусе 0,2863 используется та самая поправка в 0,0006, так как ближайшим числом будет 0,2857. Значит, получим синус 16 градусов 38 минут и 2 минуты, благодаря поправке. Рассмотрим рисунок с изображением таблицы Брадиса.
Бывают ситуации, когда искомого числа нет в таблице и даже с поправками его не найти, тогда отыскивается два самых близких значения синусов. Если искомое число 0,2861573, то числа 0,2860 и 0,2863 являются ближайшими его значениями. Этим числам соответствуют значения синуса 16 градусов 37 минут и 16 градусов и 38 минут. Тогда приближенное значение данного числа можно определить с точностью до минуты.
Таким образом находятся значения arcsin, arccos, arctg и arcctg.
Нахождение значения arcsin, arccos, arctg и arcctg
Чтобы найти арксинус через известный арккосинус данного числа, нужно применить тригонометрические формулы arcsin α+arccos α=π2, arctg α+arcctg α=π2 (не обходимо просмотреть тему формул суммы арккосинуса и арксинуса, суммы арктангенса и арккотангенса).
При известном arcsin α= -π12 необходимо найти значение arccos α, тогда необходимо вычислить арккосинус по формуле:
arccos α=π2−arcsin α=π2−(−π12)=7π12.
Если необходимо найти значение арктангенса или арккотангенса числа a с помощью известного арксинуса или арккосинуса, необходимо производить долгие вычисления, так как стандартных формул нет. Рассмотрим на примере.
Если дан арккосинус числа а равный π10, а вычислить арктангенс данного числа поможет таблица тангенсов. Угол π10 радиан представляет собой 18 градусов, тогда по таблице косинусов видим, что косинус 18 градусов имеет значение 0,9511, после чего заглядываем в таблицу Брадиса.
При поиске значения арктангенса 0,9511 определяем, что значение угла имеет 43 градуса и 34 минуты. Рассмотрим по таблице ниже.
Фактически, таблица Брадиса помогает в нахождении необходимого значения угла и при значении угла позволяет определить количество градусов.
- Определение
- График арксинуса
- Свойства арксинуса
- Таблица арксинусов
Определение
Арксинус (arcsin) – это обратная тригонометрическая функция.
Арксинус x определяется как функция, обратная к синусу x, при -1≤x≤1.
Если синус угла у равен х (sin y = x), значит арксинус x равняется y:
arcsin x = sin-1 x = y
Примечание: sin-1x означает обратный синус, а не синус в степени -1.
Например:
arcsin 1 = sin-1 1 = 90° (π/2 рад)
График арксинуса
Функция арксинуса пишется как y = arcsin (x). График в общем виде выглядит следующим образом (-1≤x≤1, -π/2≤y≤π/2):
Свойства арксинуса
Ниже в табличном виде представлены основные свойства арксинуса с формулами.
Таблица арксинусов
| x | arcsin x (рад) | arcsin x (°) |
| -1 | -π/2 | -90° |
| -√3/2 | -π/3 | -60° |
| -√2/2 | -π/4 | -45° |
| -1/2 | -π/6 | -30° |
| 0 | 0 | 0° |
| 1/2 | π/6 | 30° |
| √2/2 | π/4 | 45° |
| √3/2 | π/3 | 60° |
| 1 | π/2 | 90° |
microexcel.ru
План урока:
Арккосинус
Арксинус
Арктангенс
Решение уравнения cosx = a
Решение уравнения sinx = a
Решение уравнений tgx = a и ctgx = a
Арккосинус
Напомним, что на единичной окружности косинус угла – это координата х точки А, соответствующей этому углу:
Можно утверждать, что косинус – это ф-ция, которая ставит каждому углу в соответствие некоторую координату х. Теперь предположим, что нам известна эта координата (пусть она будет равна величине а), и по ней надо определить значение угла. Отложим на оси Ох отрезок длиной а, проведем через него вертикальную прямую и отметим ее точки пересечения с единичной окружностью. Если – 1<а < 1, то должно получиться две точки, которым соответствуют два противоположных угла:
Получается, что каждому значению числа а соответствует некоторый угол α. А если есть соответствие, то есть и функция:
α = f (a)
В математике ее называют арккосинусом. Записывается она так:
Вертикальная прямая может пересекать единичную окружность в двух разных точках. Им соответствуют разные углы. Принято считать, что арккосинус – это значение того угла, который лежит в первой или второй четверти, то есть ему соответствует точка, лежащая выше оси Ох. Тогда другая точка пересечения будет соответствовать углу (– arccosa):
Выходит, что арккосинус может принимать только значения из отрезка [0; π]. Дадим определение арккосинуса:
Задание. Вычислите арккосинус числа 1/2.
Решение. Мы помним, что косинус угла π/3 равен 1/2:
Следовательно, arccos 1/2 – это и есть угол π/3:
Ответ: π/3.
Обратим внимание, что если число а равно 1 или (– 1), то его арккосинус равен нулю в первом случае и π во втором:
В тех случаях, когда а > 1 либо а <– 1, то соответствующая прямая не пересечет единичную окружность. Это значит, что эти значения не входят в область определения арккосинуса:
Получается, что область определения арккосинуса – это промежуток [– 1; 1].
Для вычисления арккосинусов от отрицательных величин удобно пользоваться формулой
Действительно, если отложить на координатной прямой числа а и (– а), то вертикальные прямые, проходящие через них, пересекут окружность в некоторых точках А и С:
Дополнительно обозначим буквой В точку с координатами (1; 0) и буквой D точку с координатами (– 1; 0). Эти точки располагаются на пересечении оси Ох и единичной окружности. Тогда можно записать, что
ведь эти два угла образуют вместе развернутый угол ВОD, равный π. С другой стороны, из симметрии очевидно, что углы ∠COD и ∠АОВ равны друг другу, значит, ∠COD = ∠АОВ = arccosa. Тогда
Но ∠СОВ – это арккосинус от (– а), поэтому
Задание. Вычислите arccos (– 1/2).
Решение. Используем только что полученную формулу:
Ответ: 2π/3.
Арксинус
Арккосинус – это ф-ция, обратная косинусу. Аналогично можно вести и другие обратные тригонометрические ф-ции. Пусть нам требуется узнать, синус какого угла равен числу а. Так как синус – это координата у точки на единичной окружности, то достаточно провести горизонтальную линию у = а:
Прямая может пересечь окружность сразу в двух точках. За арксинус принимают угол, соответствующей точке, расположенной правее оси Оу. Вторая же точка соответствует углу π – arcsin α:
Арксинус может быть вычислен и для отрицательного значения а. В этом случае точка пересечения прямой и окружности будет располагаться в IV четверти, а соответствующий ему угол окажется отрицательным:
При значениях а, равных (– 1) и 1, точка пересечения будет только одна. В этих случаях арксинус окажется равным либо углу π/2, либо углу (– π/2):
Таким образом, арксинус может принимать значения из отрезка [– π/2; π/2], а вычислить его можно для чисел а, принадлежащих отрезку [– 1; 1]. Если же число а выходит за пределы этого промежутка, то горизонтальная прямая не пересекает единичную окружность, а потому ф-ция арксинуса становится неопределенной:
Получается, что областью определения арксинуса является промежуток [– 1; 1], а областью значений – промежуток [– π/2; π/2].
Дадим определение арксинусу:
Задание. Чему равен arcsin0,5?
Решение. Мы знаем, что sinπ/6 = 1/2 = 0,5. Следовательно, арксинус 0,5 равен π/6.
Для вычисления арксинусов отрицательных углов используется формула
Справедливость этой формулы очевидна из картинки:
Задание. Вычислите arcsin (– 0,5).
Решение. Используем формулу для арксинуса отрицательного числа:
Арктангенс
Введем ф-цию, обратную тангенсу. Она называется арктангенс.
Напомним, что величину тангенса на координатной плоскости можно получить, если продолжить угол до его пересечения с вертикальной прямой х = 1. Аналогично, чтобы определить арктангенс некоторого числа а, надо отметить на этой прямой точку с координатами (1; а) и соединить её с началом координат:
Несложно видеть, что, какое бы число а нами не было выбрано, мы с помощью построения всегда сможем соединить точку А с началом координат и получить некоторый угол arctga. Это значит, что область определения арктангенса – это вся числовая прямая, то есть промежуток (– ∞; + ∞).
Ещё раз уточним, что вводимые нами функции arcos, arcsin, arctg называются ОБРАТНЫМИ тригонометрическими функциями. C их помощью можно определить угол, если известно значение его синуса, косинуса или тангенса.Образно говоря, обратные триг-кие функции играют в тригонометрии ту же роль, что и квадратные корни при исследовании квадратных ур-ний. Как без квадратных корней невозможно решать квадратные ур-ния, так и без знания об обратных триг-ких функций нельзя решать уже тригом-кие уравнения.
Теперь вернемся к понятию арктангенса. При положительном значении числа а угол arctga будет принадлежать I четверти. Если же а – отрицательное число, то угол arctga окажется также отрицательным и будет принадлежать IV четверти:
Получается, что величина arctgа может принадлежать промежутку (– π/2; π/2). Обратите внимание, что в данном случае у промежутка круглые скобки. Действительно для углов (– π/2) и π/2 тангенс не определен, а потому арктангенс не может принимать эти два значения.
Задание. Чему равен arctg 1?
Решение. Из таблицы тангенсов мы знаем, что tgπ/4 = 1. Это значит, что
Для вычисления арктангенсов отрицательных чисел используют формулу
В ее справедливости можно убедиться, взглянув на рисунок:
Задание. Вычислите arctg (– 1).
Решение.
Ответ: – 1
В принципе можно ввести ещё ф-цию, обратную котангенсу – арккотангенс. Однако для решения тригонометрических уравнений, как мы убедимся далее, она не требуется, а поэтому в рамках школьного курса математики ее можно не изучать.
В заключение приведем таблицы, которые помогают вычислять значение обратных тригон-ких функций:
Решение уравнения cosx = a
Рассмотрим тригонометрическое уравнение, в левой части которого стоит ф-ция cosx, а в правой – число, например, 0,5:
По определению арккосинуса очевидно, что arccos 0,5 будет его решением, ведь
Так как arccos 0,5 = π/3, то мы находим очевидный корень х = π/3. И действительно, если подставить это значение в исходное ур-ние, то получится верное равенство:
Значит ли это, что мы решили ур-ние? Нет, ведь мы нашли только один корень, а их может быть несколько. Проведем на единичной окружности вертикальную прямую х = 0,5 и посмотрим, где она пересечет окружность:
Видно, что есть ещё одна точка пересечения, соответствующая углу (– arccos 0,5). Это значит, что этот угол также является решением ур-ния. Проверим это:
Здесь мы использовали тот факт, косинус – четная функция, то есть
Итак, число – π/3 также является корнем ур-ния. Есть ли ещё какие-нибудь корни? Оказывается, есть. Построим график ф-ции у = cosx и посмотрим, где ее пересекает прямая у = 0,5:
Оказывается, прямая пересекает график в бесконечном количестве точек! Это связано с периодичностью ф-ции у = cosx. Период этой ф-ции равен 2π, то есть
Поэтому, если число π/3 является решением ур-ния, то так же решением будут и число π/3 + 2π. Но к этому числу можно ещё раз добавить 2π и получить число π/3 + 4π. И оно тоже будет корнем. С другой стороны, период можно не только добавлять, но и вычитать, поэтому корнями ур-ния окажутся числа π/3 – 2π, π/3 – 4π и т.д. Как же записать все эти бесчисленные решения? Для этого используется такая запись:
Запись «π/3+ 2πn» называется серией решений. Она включает в себя бесконечное количество значений х, которые обращают ур-ние в справедливое равенство. Достаточно выбрать любое целое число и подставить его в серию решений. Например, при n = 0 получим решение
При n = 5 получим корень
При n = – 10 у нас получится решение
Однако помимо серии х = π/3 + 2πn решениями ур-ния будет определять ещё одна серия:
Действительно, число (– π/3) является корнем, но не входит в первую серию. Поэтому оно порождает собственную серию корней. Так, подставив в эту серию n = 4, получим корень
Итак, решением ур-ния являются две серии решений. Заметим, что каждой серии решений с периодом 2π соответствует ровно одна точка на единичной окружности:
Объединить же обе серии можно одной записью:
Напомним, что мы решали ур-ние
и получили для него решение
Число π/3 появилось в записи по той причине, что arccos 0,5 = π/3. Поэтому в общем случае, когда ур-ние имеет вид
где а – некоторое число, его решением будут все такие х, что
Для краткости запись «n– целое число» заменяют эквивалентной записью
«n ∈ Z»
Напомним, что буквой Z обозначают множество целых чисел.
Задание. Решите ур-ние
Решение. Вспомним, что
Задание. Решите ур-ние
Решение. В таблице стандартных углов нет такого числа, у которого косинус равен 0,25. Поэтому вычислить значение arccos 0,25 мы не сможем. Но для записи решения и не нужно его вычислять:
Иногда встречаются задачи, в которых надо не просто решить ур-ние, но и выбрать некоторые его корни, удовлетворяющие определенному условию. Процедуру выбора корней, удовлетворяющих условию задачи, часто называют отбором корней. Заметим, что иногда при отборе корней удобнее записывать решение ур-ние не в виде одной серии, а в виде двух серий, у каждой из которых период равен 2π. Рассмотрим отбор корней на примере.
Задание. Укажите три наименьших положительных корня ур-ния
Решение. Так как
то все решения образуют две серии:
Начнем подставлять вместо n целые числа и выпишем из каждой серии несколько чисел. Так мы сможем найти наименьшие положительные числа в каждой серии.
Для первой серии:
Для второй серии:
Отметим все найденные корни на координатной прямой (схематично, не выдерживая масштаб):
Видно, что тремя наименьшими положительными корнями являются числа π/4, 7π/4 и 9π/4
Ответ: π/4, 7π/4 и 9π/4.
Отметим, что возможны три частных случая, когда две серии решений сливаются в одну. Для ур-ния
На графике видно, что этим значениям х соответствуют вершины синусоиды. Решениями же ур-ния
являются точки, в которых график пересекает ось Ох:
Отдельно отметим, что если правая часть в ур-нии – это число, большее единицы или меньшее (– 1), то ур-ние корней не имеет, ведь область определения косинуса – это отрезок [– 1; 1].
Решение уравнения sinx = a
Ур-ние cosx = a называют простейшим тригонометрическим уравнением, ведь, ведь для его решения не требуется проводить никаких преобразований. Аналогично простейшими являются ур-ния sinx = a, tgx = a и ctgx = a.
Ситуация с ур-нием sinx = a аналогична ситуации с косинусом. Если число а не принадлежит промежутку [– 1; 1], то корней у ур-ния не будет. Если же число а будет принадлежать этому промежутку, то у ур-ния окажется бесконечное число решений.
Рассмотрим случай, когда 0<а< 1. Тогда решениями ур-ния окажутся числа arcsina и π – arcsina:
В свою очередь каждое из этих двух решений порождает свою собственную бесконечную серию решений
Однако, как и в случае с косинусом, существует способ записать одной формулой сразу оба этих решения. Для этого перепишем первую серию таким образом:
Действительно, если n окажется четным, то, то выражение (– 1)n,будет равно единице, и мы получим первую серию. Если же n – нечетное число, то, то выражение (– 1)n окажется равным (– 1), и мы получим вторую серию.
Задание. Решите ур-ние
Задание. Запишите корни ур-ния
Теперь будем подставлять в это решение значения n, чтобы найти конкретные значения х. Нас интересуют корни, которые больше π, но меньше 4π, поэтому будем сразу сравнивать полученные результаты с этими числами.
Получили два корня, относящихся к промежутку – это 7π/3 и 8π/3. Нет смысла проверять другие возможные значения n, ведь они будут давать корни, заведомо меньшие 2π/3 или большие 13π/3:
Ответ: 7π/3 и 8π/3.
Как и в случае с косинусом, есть несколько частных случаев, когда решение ур-ния записывается проще. Ур-ние
Это видно из графика, где корням ур-ния соответствуют точки пересечения синусоиды с осью Ох:
Решениями ур-ния
Наконец, решениями ур-ния
Решение уравнений tgx = a и ctgx = a
Ур-ния вида tgx = a отличаются тем, что имеют решение при любом значении а. Действительно, построим одну тангенсоиду и проведем горизонтальную линии у = а. При любом а прямая пересечет тангенсоиду, причем ровно в одной точке, которая имеет координаты (arctga; a):
Таким образом, у ур-ния tgx = a существует очевидное решение
x = arctg a
Однако напомним, что тангенс является периодической ф-цией, его график представляет собой бесконечное множество тангенсоид, расстояние между которыми равно π. Поэтому корень х = arctga порождает целую серию корней, которую можно записать так:
Задание. Решите ур-ние
Задание. Запишите формулу корней ур-ния
Далее рассмотрим ур-ние вида
Задание. Решите ур-ние
Существует особый случай, когда нельзя заменить котангенс на тангенс. В ур-нии
Из сегодняшнего урока мы узнали про обратные тригонометрические ф-ции – арксинус, арккосинус и арктангенс. Также мы научились находить решения простейших тригонометрических уравнений. Это поможет нам в будущем при изучении более сложных ур-ний.
Арк- переводится, как арка. В нашем случае аркой является дуга окружности, на которую опирается центральный угол. Ее можно по наикратчайшему пути взять, а можно и по длинному.
Термин арк-синус переводится так: “дуга, синус центрального угла которой равен… тому-то и тому-то”. Арксинус нельзя взять от аргумента угла, можно только от синуса угла. Точно так же и для прочих арк-ов.
Что до углов, то ф-ции эти периодические: добавь-вычти период и приведешь, куда надо.
WildBearПрофи (594)
8 лет назад
немного ошибся….
известен арксинус синуса какого-то угла и арккосинус косинуса того же угла. Вопрос: можно ли по двум этим величинам однозначно восстановить значение угла ?
WildBear
Профи
(594)
угол может меняться в пределах от 0 до 360 градусов
