Арккосинус(y = arccos(x)) – это обратная тригонометрическая функция к косинусу x = cos(y). Область определения -1 ≤ x ≤ 1 и множество значений 0 ≤ y ≤ π.
| arccos(1) = 0° | arccos(-0.5) = 120° | arccos(-0.5) = 240° |
| arccos(0.9998476952) = 1° | arccos(-0.5150380749) = 121° | arccos(-0.4848096202) = 241° |
| arccos(0.999390827) = 2° | arccos(-0.5299192642) = 122° | arccos(-0.4694715628) = 242° |
| arccos(0.9986295348) = 3° | arccos(-0.544639035) = 123° | arccos(-0.4539904997) = 243° |
| arccos(0.9975640503) = 4° | arccos(-0.5591929035) = 124° | arccos(-0.4383711468) = 244° |
| arccos(0.9961946981) = 5° | arccos(-0.5735764364) = 125° | arccos(-0.4226182617) = 245° |
| arccos(0.9945218954) = 6° | arccos(-0.5877852523) = 126° | arccos(-0.4067366431) = 246° |
| arccos(0.9925461516) = 7° | arccos(-0.6018150232) = 127° | arccos(-0.3907311285) = 247° |
| arccos(0.9902680687) = 8° | arccos(-0.6156614753) = 128° | arccos(-0.3746065934) = 248° |
| arccos(0.9876883406) = 9° | arccos(-0.629320391) = 129° | arccos(-0.3583679495) = 249° |
| arccos(0.984807753) = 10° | arccos(-0.6427876097) = 130° | arccos(-0.3420201433) = 250° |
| arccos(0.9816271834) = 11° | arccos(-0.656059029) = 131° | arccos(-0.3255681545) = 251° |
| arccos(0.9781476007) = 12° | arccos(-0.6691306064) = 132° | arccos(-0.3090169944) = 252° |
| arccos(0.9743700648) = 13° | arccos(-0.6819983601) = 133° | arccos(-0.2923717047) = 253° |
| arccos(0.9702957263) = 14° | arccos(-0.6946583705) = 134° | arccos(-0.2756373558) = 254° |
| arccos(0.9659258263) = 15° | arccos(-0.7071067812) = 135° | arccos(-0.2588190451) = 255° |
| arccos(0.9612616959) = 16° | arccos(-0.7193398003) = 136° | arccos(-0.2419218956) = 256° |
| arccos(0.956304756) = 17° | arccos(-0.7313537016) = 137° | arccos(-0.2249510543) = 257° |
| arccos(0.9510565163) = 18° | arccos(-0.7431448255) = 138° | arccos(-0.2079116908) = 258° |
| arccos(0.9455185756) = 19° | arccos(-0.7547095802) = 139° | arccos(-0.1908089954) = 259° |
| arccos(0.9396926208) = 20° | arccos(-0.7660444431) = 140° | arccos(-0.1736481777) = 260° |
| arccos(0.9335804265) = 21° | arccos(-0.7771459615) = 141° | arccos(-0.156434465) = 261° |
| arccos(0.9271838546) = 22° | arccos(-0.7880107536) = 142° | arccos(-0.139173101) = 262° |
| arccos(0.9205048535) = 23° | arccos(-0.79863551) = 143° | arccos(-0.1218693434) = 263° |
| arccos(0.9135454576) = 24° | arccos(-0.8090169944) = 144° | arccos(-0.1045284633) = 264° |
| arccos(0.906307787) = 25° | arccos(-0.8191520443) = 145° | arccos(-0.08715574275) = 265° |
| arccos(0.8987940463) = 26° | arccos(-0.8290375726) = 146° | arccos(-0.06975647374) = 266° |
| arccos(0.8910065242) = 27° | arccos(-0.8386705679) = 147° | arccos(-0.05233595624) = 267° |
| arccos(0.8829475929) = 28° | arccos(-0.8480480962) = 148° | arccos(-0.0348994967) = 268° |
| arccos(0.8746197071) = 29° | arccos(-0.8571673007) = 149° | arccos(-0.01745240644) = 269° |
| arccos(0.8660254038) = 30° | arccos(-0.8660254038) = 150° | arccos(0) = 270° |
| arccos(0.8571673007) = 31° | arccos(-0.8746197071) = 151° | arccos(0.01745240644) = 271° |
| arccos(0.8480480962) = 32° | arccos(-0.8829475929) = 152° | arccos(0.0348994967) = 272° |
| arccos(0.8386705679) = 33° | arccos(-0.8910065242) = 153° | arccos(0.05233595624) = 273° |
| arccos(0.8290375726) = 34° | arccos(-0.8987940463) = 154° | arccos(0.06975647374) = 274° |
| arccos(0.8191520443) = 35° | arccos(-0.906307787) = 155° | arccos(0.08715574275) = 275° |
| arccos(0.8090169944) = 36° | arccos(-0.9135454576) = 156° | arccos(0.1045284633) = 276° |
| arccos(0.79863551) = 37° | arccos(-0.9205048535) = 157° | arccos(0.1218693434) = 277° |
| arccos(0.7880107536) = 38° | arccos(-0.9271838546) = 158° | arccos(0.139173101) = 278° |
| arccos(0.7771459615) = 39° | arccos(-0.9335804265) = 159° | arccos(0.156434465) = 279° |
| arccos(0.7660444431) = 40° | arccos(-0.9396926208) = 160° | arccos(0.1736481777) = 280° |
| arccos(0.7547095802) = 41° | arccos(-0.9455185756) = 161° | arccos(0.1908089954) = 281° |
| arccos(0.7431448255) = 42° | arccos(-0.9510565163) = 162° | arccos(0.2079116908) = 282° |
| arccos(0.7313537016) = 43° | arccos(-0.956304756) = 163° | arccos(0.2249510543) = 283° |
| arccos(0.7193398003) = 44° | arccos(-0.9612616959) = 164° | arccos(0.2419218956) = 284° |
| arccos(0.7071067812) = 45° | arccos(-0.9659258263) = 165° | arccos(0.2588190451) = 285° |
| arccos(0.6946583705) = 46° | arccos(-0.9702957263) = 166° | arccos(0.2756373558) = 286° |
| arccos(0.6819983601) = 47° | arccos(-0.9743700648) = 167° | arccos(0.2923717047) = 287° |
| arccos(0.6691306064) = 48° | arccos(-0.9781476007) = 168° | arccos(0.3090169944) = 288° |
| arccos(0.656059029) = 49° | arccos(-0.9816271834) = 169° | arccos(0.3255681545) = 289° |
| arccos(0.6427876097) = 50° | arccos(-0.984807753) = 170° | arccos(0.3420201433) = 290° |
| arccos(0.629320391) = 51° | arccos(-0.9876883406) = 171° | arccos(0.3583679495) = 291° |
| arccos(0.6156614753) = 52° | arccos(-0.9902680687) = 172° | arccos(0.3746065934) = 292° |
| arccos(0.6018150232) = 53° | arccos(-0.9925461516) = 173° | arccos(0.3907311285) = 293° |
| arccos(0.5877852523) = 54° | arccos(-0.9945218954) = 174° | arccos(0.4067366431) = 294° |
| arccos(0.5735764364) = 55° | arccos(-0.9961946981) = 175° | arccos(0.4226182617) = 295° |
| arccos(0.5591929035) = 56° | arccos(-0.9975640503) = 176° | arccos(0.4383711468) = 296° |
| arccos(0.544639035) = 57° | arccos(-0.9986295348) = 177° | arccos(0.4539904997) = 297° |
| arccos(0.5299192642) = 58° | arccos(-0.999390827) = 178° | arccos(0.4694715628) = 298° |
| arccos(0.5150380749) = 59° | arccos(-0.9998476952) = 179° | arccos(0.4848096202) = 299° |
| arccos(0.5) = 60° | arccos(-1) = 180° | arccos(0.5) = 300° |
| arccos(0.4848096202) = 61° | arccos(-0.9998476952) = 181° | arccos(0.5150380749) = 301° |
| arccos(0.4694715628) = 62° | arccos(-0.999390827) = 182° | arccos(0.5299192642) = 302° |
| arccos(0.4539904997) = 63° | arccos(-0.9986295348) = 183° | arccos(0.544639035) = 303° |
| arccos(0.4383711468) = 64° | arccos(-0.9975640503) = 184° | arccos(0.5591929035) = 304° |
| arccos(0.4226182617) = 65° | arccos(-0.9961946981) = 185° | arccos(0.5735764364) = 305° |
| arccos(0.4067366431) = 66° | arccos(-0.9945218954) = 186° | arccos(0.5877852523) = 306° |
| arccos(0.3907311285) = 67° | arccos(-0.9925461516) = 187° | arccos(0.6018150232) = 307° |
| arccos(0.3746065934) = 68° | arccos(-0.9902680687) = 188° | arccos(0.6156614753) = 308° |
| arccos(0.3583679495) = 69° | arccos(-0.9876883406) = 189° | arccos(0.629320391) = 309° |
| arccos(0.3420201433) = 70° | arccos(-0.984807753) = 190° | arccos(0.6427876097) = 310° |
| arccos(0.3255681545) = 71° | arccos(-0.9816271834) = 191° | arccos(0.656059029) = 311° |
| arccos(0.3090169944) = 72° | arccos(-0.9781476007) = 192° | arccos(0.6691306064) = 312° |
| arccos(0.2923717047) = 73° | arccos(-0.9743700648) = 193° | arccos(0.6819983601) = 313° |
| arccos(0.2756373558) = 74° | arccos(-0.9702957263) = 194° | arccos(0.6946583705) = 314° |
| arccos(0.2588190451) = 75° | arccos(-0.9659258263) = 195° | arccos(0.7071067812) = 315° |
| arccos(0.2419218956) = 76° | arccos(-0.9612616959) = 196° | arccos(0.7193398003) = 316° |
| arccos(0.2249510543) = 77° | arccos(-0.956304756) = 197° | arccos(0.7313537016) = 317° |
| arccos(0.2079116908) = 78° | arccos(-0.9510565163) = 198° | arccos(0.7431448255) = 318° |
| arccos(0.1908089954) = 79° | arccos(-0.9455185756) = 199° | arccos(0.7547095802) = 319° |
| arccos(0.1736481777) = 80° | arccos(-0.9396926208) = 200° | arccos(0.7660444431) = 320° |
| arccos(0.156434465) = 81° | arccos(-0.9335804265) = 201° | arccos(0.7771459615) = 321° |
| arccos(0.139173101) = 82° | arccos(-0.9271838546) = 202° | arccos(0.7880107536) = 322° |
| arccos(0.1218693434) = 83° | arccos(-0.9205048535) = 203° | arccos(0.79863551) = 323° |
| arccos(0.1045284633) = 84° | arccos(-0.9135454576) = 204° | arccos(0.8090169944) = 324° |
| arccos(0.08715574275) = 85° | arccos(-0.906307787) = 205° | arccos(0.8191520443) = 325° |
| arccos(0.06975647374) = 86° | arccos(-0.8987940463) = 206° | arccos(0.8290375726) = 326° |
| arccos(0.05233595624) = 87° | arccos(-0.8910065242) = 207° | arccos(0.8386705679) = 327° |
| arccos(0.0348994967) = 88° | arccos(-0.8829475929) = 208° | arccos(0.8480480962) = 328° |
| arccos(0.01745240644) = 89° | arccos(-0.8746197071) = 209° | arccos(0.8571673007) = 329° |
| arccos(0) = 90° | arccos(-0.8660254038) = 210° | arccos(0.8660254038) = 330° |
| arccos(-0.01745240644) = 91° | arccos(-0.8571673007) = 211° | arccos(0.8746197071) = 331° |
| arccos(-0.0348994967) = 92° | arccos(-0.8480480962) = 212° | arccos(0.8829475929) = 332° |
| arccos(-0.05233595624) = 93° | arccos(-0.8386705679) = 213° | arccos(0.8910065242) = 333° |
| arccos(-0.06975647374) = 94° | arccos(-0.8290375726) = 214° | arccos(0.8987940463) = 334° |
| arccos(-0.08715574275) = 95° | arccos(-0.8191520443) = 215° | arccos(0.906307787) = 335° |
| arccos(-0.1045284633) = 96° | arccos(-0.8090169944) = 216° | arccos(0.9135454576) = 336° |
| arccos(-0.1218693434) = 97° | arccos(-0.79863551) = 217° | arccos(0.9205048535) = 337° |
| arccos(-0.139173101) = 98° | arccos(-0.7880107536) = 218° | arccos(0.9271838546) = 338° |
| arccos(-0.156434465) = 99° | arccos(-0.7771459615) = 219° | arccos(0.9335804265) = 339° |
| arccos(-0.1736481777) = 100° | arccos(-0.7660444431) = 220° | arccos(0.9396926208) = 340° |
| arccos(-0.1908089954) = 101° | arccos(-0.7547095802) = 221° | arccos(0.9455185756) = 341° |
| arccos(-0.2079116908) = 102° | arccos(-0.7431448255) = 222° | arccos(0.9510565163) = 342° |
| arccos(-0.2249510543) = 103° | arccos(-0.7313537016) = 223° | arccos(0.956304756) = 343° |
| arccos(-0.2419218956) = 104° | arccos(-0.7193398003) = 224° | arccos(0.9612616959) = 344° |
| arccos(-0.2588190451) = 105° | arccos(-0.7071067812) = 225° | arccos(0.9659258263) = 345° |
| arccos(-0.2756373558) = 106° | arccos(-0.6946583705) = 226° | arccos(0.9702957263) = 346° |
| arccos(-0.2923717047) = 107° | arccos(-0.6819983601) = 227° | arccos(0.9743700648) = 347° |
| arccos(-0.3090169944) = 108° | arccos(-0.6691306064) = 228° | arccos(0.9781476007) = 348° |
| arccos(-0.3255681545) = 109° | arccos(-0.656059029) = 229° | arccos(0.9816271834) = 349° |
| arccos(-0.3420201433) = 110° | arccos(-0.6427876097) = 230° | arccos(0.984807753) = 350° |
| arccos(-0.3583679495) = 111° | arccos(-0.629320391) = 231° | arccos(0.9876883406) = 351° |
| arccos(-0.3746065934) = 112° | arccos(-0.6156614753) = 232° | arccos(0.9902680687) = 352° |
| arccos(-0.3907311285) = 113° | arccos(-0.6018150232) = 233° | arccos(0.9925461516) = 353° |
| arccos(-0.4067366431) = 114° | arccos(-0.5877852523) = 234° | arccos(0.9945218954) = 354° |
| arccos(-0.4226182617) = 115° | arccos(-0.5735764364) = 235° | arccos(0.9961946981) = 355° |
| arccos(-0.4383711468) = 116° | arccos(-0.5591929035) = 236° | arccos(0.9975640503) = 356° |
| arccos(-0.4539904997) = 117° | arccos(-0.544639035) = 237° | arccos(0.9986295348) = 357° |
| arccos(-0.4694715628) = 118° | arccos(-0.5299192642) = 238° | arccos(0.999390827) = 358° |
| arccos(-0.4848096202) = 119° | arccos(-0.5150380749) = 239° | arccos(0.9998476952) = 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.
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.
Find the angle in degrees or radians using the inverse cosine with the arccos calculator below.
How to Find Arccos
Arccos is a trigonometric function to calculate the inverse cosine. Arccos can also be expressed as cos-1(x).
Arccos is used to undo or reverse the cosine function. If you know the cosine of an angle, you can use arccos to calculate the measurement of an angle.
Since arccos is the inverse of the cosine function, and many angles share the same cosine value, arccos is a periodic function. Each arccos value can result in multiple angle values, which is why the domain is restricted to [-1, 1]. The primary result for arccos is known as the principal value and is the angle in the range of 0° to 180°.
To calculate arccos, use a scientific calculator and the acos or cos-1 function, or just use the calculator above. Most scientific calculators require the angle value in radians to solve for cos.
Inverse Cosine Formula
The inverse cosine formula is:
y = cos(x) | x = arccos(y)
Thus, if y is equal to the cosine of x, then x is equal to the arccos of y.
Inverse Cosine Graph
If you graph the arccos function for every possible value of cosine, it forms a decreasing curve from (-1, π) to (1, 0).
Because the value of the cosine function oscillates in the range of -1 to 1, the inverse cosine curve’s domain starts at x = -1 and ends at x = 1. Since the peak (maximum) of the cosine wave is at 0 radians and the dip (minimum) of the wave is at π radians, the y value ends at those points.
Inverse Cosine Table
The table below shows common cosine values and the arccos, or angle for each of them.
| Cosine | Angle (degrees) | Angle (radians) |
|---|---|---|
| -1 | 180° | π |
| –√6 + √2 / 4 | 165° | 11π / 12 |
| –√3 / 2 | 150° | 5π / 6 |
| –√2 / 2 | 135° | 3π / 4 |
| –1 / 2 | 120° | 2π / 3 |
| –√6 – √2 / 4 | 105° | 7π / 12 |
| 0 | 90° | π / 2 |
| √6 – √2 / 4 | 75° | 5π / 12 |
| 1 / 2 | 60° | π / 3 |
| √2 / 2 | 45° | π / 4 |
| √3 / 2 | 30° | π / 6 |
| √6 + √2 / 4 | 15° | π / 12 |
| 1 | 0° | 0 |
You might also be interested in our inverse sine and inverse tangent calculators.
