反正弦

✍ dations ◷ 2025-04-26 13:56:47 #数学定理

反正弦(arcsine, arcsin {\displaystyle \arcsin } sin 1 {\displaystyle \sin ^{-1}} )是一种反三角函数。在三角学中,反正弦被定义为一个角度,也就是正弦值的反函数。正弦函数不是一个对射函数(即多个值可能只得到一个值,例如1和所有同界角),故无法有反函数,但你可以限制其定义域,因此,它是单射和满射也是可逆的。按照定义,我们将实数的定义域限制在区间 {\displaystyle \left} 中的正弦函数,在原始的定义中,若输入值不在区间 {\displaystyle } ,是没有意义的,但是三角函数扩充到复数之后,若输入值不在区间 {\displaystyle } ,将传回复数。

反正弦的符号是 arcsin {\displaystyle \arcsin } ,也常常计作 sin 1 {\displaystyle \sin ^{-1}} ,但这样其实是不明确的,因为,可能会和指数混淆,以致于被当成倒数,但是倒数也有自己的写法,例如 sin {\displaystyle \sin } 倒数是 csc {\displaystyle \csc } ,因此不易和 sin 1 {\displaystyle \sin ^{-1}} 混淆。另外在某些电算器的按键或电脑的编程语言中,反正弦会以asin或asn表示。

原始的定义是将正弦函数限制在 {\displaystyle \left} 的反函数,得到如下定义域和值域:

利用自然对数可将定义推广到整个复数集:

他的微分是:

由于对称关系保持负的参数,根据定义的奇函数,存在如下等式: arcsin ( x ) = arcsin x {\displaystyle \arcsin \left(-x\right)=-\arcsin x}

另外,反正弦的和差也可以核定成一个反正弦来表达:

con X = arcsin ( x 1 1 x 2 2 ± x 2 1 x 1 2 ) {\displaystyle X=\arcsin \left(x_{1}{\sqrt {1-x_{2}^{2}}}\pm x_{2}{\sqrt {1-x_{1}^{2}}}\right)}

和差公式:

arcsin ( x ± y ) = arcsin ( 1 + x 2 y 2 1 + x 4 + y 4 2 x 2 y 2 2 x 2 2 y 2 2 ) ± arcsin ( 1 x 2 + y 2 1 + x 4 + y 4 2 x 2 y 2 2 x 2 2 y 2 2 ) {\displaystyle \arcsin(x\pm y)=\arcsin \left({\sqrt {\frac {1+x^{2}-y^{2}-{\sqrt {1+x^{4}+y^{4}-2x^{2}y^{2}-2x^{2}-2y^{2}}}}{2}}}\right)\pm \arcsin \left({\sqrt {\frac {1-x^{2}+y^{2}-{\sqrt {1+x^{4}+y^{4}-2x^{2}y^{2}-2x^{2}-2y^{2}}}}{2}}}\right)}

倍变数公式: arcsin ( 2 x ) = 2 arcsin ( 1 1 4 x 2 2 ) {\displaystyle \arcsin(2x)=2\arcsin \left({\sqrt {\frac {1-{\sqrt {1-4x^{2}}}}{2}}}\right)}

arcsin ( x 2 ) = 2 arcsin ( 1 1 x 2 4 2 ) {\displaystyle \arcsin \left({\frac {x}{2}}\right)=2\arcsin \left({\sqrt {\frac {1-{\sqrt {1-{\frac {x^{2}}{4}}}}}{2}}}\right)}

arcsin ( k x ) = 2 arcsin ( 1 1 k 2 x 2 2 ) {\displaystyle \arcsin(kx)=2\arcsin \left({\sqrt {\frac {1-{\sqrt {1-k^{2}x^{2}}}}{2}}}\right)}

per 0 ≤ kx ≤ 1

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