Tərs triqonometrik funksiyalar (dairəvi funksiya , arkfunksiya ) — triqonometrik funksiyalar tərsinə çevrilə bilən . Tərs triqonometrik funksiyalara əsasən altı funksiya daxildir:
arksinus (a r c s i n x {\displaystyle \mathrm {arcsin} \,x} — bu bucağın sinusu x {\displaystyle x} -ə bərabərdir)
arkkosinus (a r c c o s x {\displaystyle \mathrm {arccos} \,x} — bu bucağın kosinusu x {\displaystyle x} -ə bərabərdir)
arktangens (a r c t a n x {\displaystyle \mathrm {arctan} \,x} , bəzi ədəbiyyatlarda a r c t g x {\displaystyle \mathrm {arctg} \,x} )
arkkotangens (a r c c o t x {\displaystyle \mathrm {arccot} \,x} və ya a r c c o t a n x {\displaystyle \mathrm {arccotan} \,x} , bəzi ədəbiyyatlarda a r c c t g x {\displaystyle \mathrm {arcctg} \,x} )
arksekans (a r c s e c x {\displaystyle \mathrm {arcsec} \,x} )
arkkosekans (a r c c s c x {\displaystyle \mathrm {arccsc} \,x} , bəzi ədəbiyyatlarda a r c c o s e c x {\displaystyle \mathrm {arccosec} \,x} )
Triqonometrik funksiyaların adının qarışındakı "arc" sözü ( lat. arc us — ox, qövs, qövsəoxşar xətt) bu funksiyaları tərs triqonometrik funksiyaların adına çevirir. Bu onunla bağlıdır ki, tərs triqonometrik funksiyaların həndəsi qiyməti vahid çevrənin qövsünün uzunluğu ilə əlaqələndirmək olar. Tərs triqonometrik funksiyalar anlayışını Laqranj köməyi ilə Avstriya riyaziyyatçısı Karla Şerfer (alm. Karl Scherffer ; 1716—1783) daxil etmişdir.
Əsas eyniliklər
arcsin x + arccos x = π 2 {\displaystyle \arcsin x+\arccos x={\frac {\pi }{2}}}
arctan x + arccot x = π 2 {\displaystyle \operatorname {arctan} \,x+\operatorname {arccot} \,x={\frac {\pi }{2}}}
Arksinus funksiyası
y = arcsin x {\displaystyle y=\arcsin x}
funksiyasının qrafiki.Arksinus - m ədədinin x bucağının qiymətinə , radian ifadəsinə deyilir, hansı ki, sin x = m , − π 2 ⩽ x ⩽ π 2 , | m | ⩽ 1. {\displaystyle \sin x=m,\,-{\frac {\pi }{2}}\leqslant x\leqslant {\frac {\pi }{2}},\,|m|\leqslant 1.}
y = sin x {\displaystyle y=\sin x}
funksiyası bütün ədəd oxunda kəsilməz və məhduddur. y = arcsin x {\displaystyle y=\arcsin x}
funksiyası ciddi artandır.
sin ( arcsin x ) = x {\displaystyle \sin(\arcsin x)=x\qquad }
− 1 ⩽ x ⩽ 1 , {\displaystyle -1\leqslant x\leqslant 1,}
arcsin ( sin y ) = y {\displaystyle \arcsin(\sin y)=y\qquad }
− π 2 ⩽ y ⩽ π 2 , {\displaystyle -{\frac {\pi }{2}}\leqslant y\leqslant {\frac {\pi }{2}},}
D ( arcsin x ) = [ − 1 ; 1 ] {\displaystyle D(\arcsin x)=[-1;1]\qquad }
(təyin oblastı),
E ( arcsin x ) = [ − π 2 ; π 2 ] {\displaystyle E(\arcsin x)=\left[-{\frac {\pi }{2}};{\frac {\pi }{2}}\right]\qquad }
(qiymətlər çoxluğu).
Arksinus funksiyasının xassələri
arcsin ( − x ) = − arcsin x {\displaystyle \arcsin(-x)=-\arcsin x\qquad }
(tək funksiyadır).
0 < x ⩽ 1 {\displaystyle 0<x\leqslant 1}
olduqda arcsin x > 0 {\displaystyle \arcsin x>0}
.
x = 0 {\displaystyle x=0}
olduqda arcsin x = 0 {\displaystyle \arcsin x=0}
.
− 1 ⩽ x < 0 {\displaystyle -1\leqslant x<0}
olduqda arcsin x < 0 {\displaystyle \arcsin x<0}
.
arcsin x = { arccos 1 − x 2 , 0 ⩽ x ⩽ 1 − arccos 1 − x 2 , − 1 ⩽ x < 0 {\displaystyle \arcsin x=\left\{{\begin{matrix}\arccos {\sqrt {1-x^{2}}},\qquad 0\leqslant x\leqslant 1\\-\arccos {\sqrt {1-x^{2}}},\qquad -1\leqslant x<0\end{matrix}}\right.}
arcsin x = arctg x 1 − x 2 {\displaystyle \arcsin x=\operatorname {arctg} {\frac {x}{\sqrt {1-x^{2}}}}}
arcsin x = { arcctg 1 − x 2 x , 0 < x ⩽ 1 arcctg 1 − x 2 x − π , − 1 ⩽ x < 0 {\displaystyle \arcsin x=\left\{{\begin{matrix}\operatorname {arcctg} \,{\frac {\sqrt {1-x^{2}}}{x}},\qquad 0<x\leqslant 1\\\operatorname {arcctg} \,{\frac {\sqrt {1-x^{2}}}{x}}-\pi ,\qquad -1\leqslant x<0\end{matrix}}\right.}
Arcsin funksiyasının alınışı
y = sin x {\displaystyle y=\sin x}
funksiyası verilmişdir. Bu funksiya özünün bütün təyin oblastında hissə-hissə monotondur, və deməli, uyğun olaraq tərsi y = arcsin x {\displaystyle y=\arcsin x}
funksiyası təyin edilməyibdir. Buna görə də elə parçaya baxmaq lazımdır ki, tərs funksiyası artan olsun və bütün qiymətlər çoxluğunda — [ − π 2 ; π 2 ] {\displaystyle \left[-{\frac {\pi }{2}};{\frac {\pi }{2}}\right]}
doğrudur. Belə ki, y = sin x {\displaystyle y=\sin x}
funksiyası üçün [ − π 2 ; π 2 ] {\displaystyle \left[-{\frac {\pi }{2}};{\frac {\pi }{2}}\right]}
intervalda funksiyanın hər bir qiyməti yeganə arqument qiymətinə yığılır, onda bu parçada y = arcsin x {\displaystyle y=\arcsin x}
tərs funksiyası, [ − π 2 ; π 2 ] {\displaystyle \left[-{\frac {\pi }{2}};{\frac {\pi }{2}}\right]}
parçasında y = sin x {\displaystyle y=\sin x}
funksiyasının qrafikinə simmetrik qrafiki var.
Arkkosinus funksiyası
y = arccos x {\displaystyle y=\arccos x}
funksiyasının qrafiki.Arkkosinus - Elə m ədədinə deyilir ki, radian ölçüsündə x bucağına bərabərdir, hansı ki, cos x = m , 0 ⩽ x ⩽ π , | m | ⩽ 1 {\displaystyle \cos x=m,\qquad 0\leqslant x\leqslant \pi ,|m|\leqslant 1}
y = cos x {\displaystyle y=\cos x}
funksiyası bütün ədəd oxunda kəsilməz və məhduddur. y = arccos x {\displaystyle y=\arccos x}
funksiyası ciddi azalandır.
cos ( arccos x ) = x {\displaystyle \cos(\arccos x)=x}
− 1 ⩽ x ⩽ 1 {\displaystyle -1\leqslant x\leqslant 1}
olduqda,
arccos ( cos y ) = y {\displaystyle \arccos(\cos y)=y}
0 ⩽ y ⩽ π {\displaystyle 0\leqslant y\leqslant \pi }
olduqda,
D ( arccos x ) = [ − 1 ; 1 ] , {\displaystyle D(\arccos x)=[-1;1],}
(təyin oblastı),
E ( arccos x ) = [ 0 ; π ] . {\displaystyle E(\arccos x)=[0;\pi ].}
(qiymətlər oblastı).
Arccos funksiyasının xassələri
arccos ( − x ) = π − arccos x {\displaystyle \arccos(-x)=\pi -\arccos x}
(funksiyanın ( 0 ; π 2 ) {\displaystyle \left(0;{\frac {\pi }{2}}\right)}
) mərkəzi-simmetrik nöqtəsidir, cüt funksiyadır.
arccos x > 0 {\displaystyle \arccos x>0}
, − 1 ⩽ x < 1 {\displaystyle -1\leqslant x<1}
olduqda,
arccos x = 0 {\displaystyle \arccos x=0}
, x = 1 {\displaystyle x=1}
olduqda
arccos x = π 2 − arcsin x . {\displaystyle \arccos x={\frac {\pi }{2}}-\arcsin x.}
arccos x = { arcsin 1 − x 2 , 0 ⩽ x ⩽ 1 π − arcsin 1 − x 2 , − 1 ⩽ x < 0 {\displaystyle \arccos x=\left\{{\begin{matrix}\arcsin {\sqrt {1-x^{2}}},\qquad 0\leqslant x\leqslant 1\\\pi -\arcsin {\sqrt {1-x^{2}}},\qquad -1\leqslant x<0\end{matrix}}\right.}
arccos x = { arctg 1 − x 2 x , 0 < x ⩽ 1 π + arctg 1 − x 2 x , − 1 ⩽ x < 0 {\displaystyle \arccos x=\left\{{\begin{matrix}\operatorname {arctg} \,{\frac {\sqrt {1-x^{2}}}{x}},\qquad 0<x\leqslant 1\\\pi +\operatorname {arctg} \,{\frac {\sqrt {1-x^{2}}}{x}},\qquad -1\leqslant x<0\end{matrix}}\right.}
arccos x = 2 arcsin 1 − x 2 {\displaystyle \arccos x=2\arcsin {\sqrt {\frac {1-x}{2}}}}
arccos x = 2 arccos 1 + x 2 {\displaystyle \arccos x=2\arccos {\sqrt {\frac {1+x}{2}}}}
arccos x = 2 arctg 1 − x 1 + x {\displaystyle \arccos x=2\operatorname {arctg} {\sqrt {\frac {1-x}{1+x}}}}
Arccos funksiyasının alınışı
Arktangens funksiyası
y = arctan x {\displaystyle y=\operatorname {arctan} \,x}
funksiyasının qrafiki.y = arctan x {\displaystyle y=\operatorname {arctan} x}
funksiyası bütün ədəd oxunda kəsilməz və məhduddur. y = arctan x {\displaystyle y=\operatorname {arctan} x}
funksiyası ciddi artandır.
tan ( arctan x ) = x {\displaystyle \operatorname {tan} \,(\operatorname {arctan} \,x)=x}
, x ∈ R {\displaystyle x\in \mathbb {R} }
olduqda
arctan ( tan y ) = y {\displaystyle \operatorname {arctan} \,(\operatorname {tan} \,y)=y}
, − π 2 < y < π 2 {\displaystyle -{\frac {\pi }{2}}<y<{\frac {\pi }{2}}}
olduqda
D ( arctan x ) = ( − ∞ ; ∞ ) , {\displaystyle D(\operatorname {arctan} \,x)=(-\infty ;\infty ),}
E ( arctan x ) = ( − π 2 ; π 2 ) {\displaystyle E(\operatorname {arctan} \,x)=\left(-{\frac {\pi }{2}};{\frac {\pi }{2}}\right)}
arctan funksiyasının xassələri
arctan ( − x ) = − arctan x {\displaystyle \operatorname {arctan} (-x)=-\operatorname {arctan} x\qquad }
arctan x = arcsin x 1 + x 2 {\displaystyle \operatorname {arctan} x=\arcsin {\frac {x}{\sqrt {1+x^{2}}}}}
arctan x = arccos 1 1 + x 2 {\displaystyle \operatorname {arctan} x=\arccos {\frac {1}{\sqrt {1+x^{2}}}}}
, x > 0 -da.
arctan x = arccot 1 x {\displaystyle \operatorname {arctan} x=\operatorname {arccot} {\frac {1}{x}}}
arctan x = − i arcth i x {\displaystyle \operatorname {arctan} x=-i\operatorname {arcth} {ix}}
, haradakı arcth {\displaystyle \operatorname {arcth} }
— hiperbolik arktangens.
arcth x = i arctan i x {\displaystyle \operatorname {arcth} x=i\operatorname {arctan} {ix}}
arctan funksiyasının alınışı
...
Arkkotangens funksiyası
y = arccot x . {\displaystyle y=\operatorname {arccot} x.}
funksiyasının qrafikiy = arccot x {\displaystyle y=\operatorname {arccot} \,x}
funksiyası bütün ədəd oxunda kəsilməz və məhduddur. y = arccot x {\displaystyle y=\operatorname {arccot} \,x}
funksiyası ciddi azalandır.
cot ( arccot x ) = x {\displaystyle \operatorname {cot} \,(\operatorname {arccot} \,x)=x}
, x ∈ R {\displaystyle x\in \mathbb {R} }
olduqda
arccot ( cot y ) = y {\displaystyle \operatorname {arccot} \,(\operatorname {cot} \,y)=y}
, 0 < y < π {\displaystyle 0<y<\pi }
olduqda
D ( arccot x ) = ( − ∞ ; ∞ ) , {\displaystyle D(\operatorname {arccot} \,x)=(-\infty ;\infty ),}
E ( arccot x ) = ( 0 ; π ) . {\displaystyle E(\operatorname {arccot} \,x)=(0;\pi ).}
arccot funksiyasının xassələri
arccot ( − x ) = π − arccot x {\displaystyle \operatorname {arccot} \,(-x)=\pi -\operatorname {arccot} \,x}
( ( 0 ; π 2 ) . {\displaystyle \left(0;{\frac {\pi }{2}}\right).}
arccot x > 0 {\displaystyle \operatorname {arccot} \,x>0}
, istənilən x {\displaystyle x}
olduqda
arccot x = { arcsin 1 1 + x 2 , x ⩾ 0 π − arcsin 1 1 + x 2 , x < 0 {\displaystyle \operatorname {arccot} \,x=\left\{{\begin{matrix}\arcsin {\frac {1}{\sqrt {1+x^{2}}}},\qquad x\geqslant 0\\\pi -\arcsin {\frac {1}{\sqrt {1+x^{2}}}},\qquad x<0\end{matrix}}\right.}
arccot x = π / 2 − arccot x . {\displaystyle \operatorname {arccot} x=\pi /2-\operatorname {arccot} x.}
arccot funksiyasının alınışı
...
Arksekans funksiyası
arcsec ( x ) = arccos ( 1 x ) {\displaystyle \mathop {\operatorname {arcsec} } \,(x)\,=\operatorname {arccos} \left({\frac {1}{x}}\right)}
Arkkosekans funksiyası
arccsc ( y ) = arcsin ( 1 y ) {\displaystyle \mathop {\operatorname {arccsc} } \,(y)\,=\operatorname {arcsin} \left({\frac {1}{y}}\right)}
Tərs triqonometrik funksiyaların törəmələri
Tərs triqonometrik funksiyaların inteqralları
Qeyri-müəyyən inteqral
x həqiqi və kompleks qiymətlər üçün :
∫ arcsin x d x = x arcsin x + 1 − x 2 + C , ∫ arccos x d x = x arccos x − 1 − x 2 + C , ∫ arctan x d x = x arctan x − 1 2 ln ( 1 + x 2 ) + C , ∫ arccot x d x = x arccot x + 1 2 ln ( 1 + x 2 ) + C , ∫ arcsec x d x = x arcsec x − ln ( x ( 1 + x 2 − 1 x 2 ) ) + C , ∫ arccsc x d x = x arccsc x + ln ( x ( 1 + x 2 − 1 x 2 ) ) + C . {\displaystyle {\begin{aligned}\int \arcsin x\,dx&{}=x\,\arcsin x+{\sqrt {1-x^{2}}}+C,\\\int \arccos x\,dx&{}=x\,\arccos x-{\sqrt {1-x^{2}}}+C,\\\int \operatorname {arctan} \,x\,dx&{}=x\,\operatorname {arctan} \,x-{\frac {1}{2}}\ln \left(1+x^{2}\right)+C,\\\int \operatorname {arccot} \,x\,dx&{}=x\,\operatorname {arccot} \,x+{\frac {1}{2}}\ln \left(1+x^{2}\right)+C,\\\int \operatorname {arcsec} x\,dx&{}=x\,\operatorname {arcsec} x-\ln \left(x\left(1+{\sqrt {{x^{2}-1} \over x^{2}}}\,\right)\!\right)+C,\\\int \operatorname {arccsc} \,x\,dx&{}=x\,\operatorname {arccsc} \,x+\ln \left(x\left(1+{\sqrt {{x^{2}-1} \over x^{2}}}\,\right)\!\right)+C.\end{aligned}}}
x ≥ 1 həqiqi qiymətlər üçün:
∫ arcsec x d x = x arcsec x − ln ( x + x 2 − 1 ) + C , ∫ arccsc x d x = x arccsc x + ln ( x + x 2 − 1 ) + C . {\displaystyle {\begin{aligned}\int \operatorname {arcsec} x\,dx&{}=x\,\operatorname {arcsec} x-\ln \left(x+{\sqrt {x^{2}-1}}\right)+C,\\\int \operatorname {arccsc} \,x\,dx&{}=x\,\operatorname {arccsc} \,x+\ln \left(x+{\sqrt {x^{2}-1}}\right)+C.\end{aligned}}}
Həndəsəyə tətbiqi
Əgər üçbucağın tərəfləri verilərsə, onda üçbucağın bucaqlarının tapılması üçün tərs triqonometrik funksiyalarından istifadə edilir. Məsələn: Kosinuslar teoremi ilə tapılır.
Düzbucaqlı üçbucaqda, bucağı tərəflər arasındakı münasibət vasitəsilə bu funksiyalarla alınır:
α = arcsin (a/c) = arccos (b/c) = arctan (a/b) = arccsc (c/a) = arcsec (c/b) = arccot (b/a)
Natural loqarifmlə əlaqəsi
Kompleks arqumentli tərs triqonometrik funksiyaların dəyişəninin həlli üçün natural loqarifmlərlə verilməsi düsturları:
arcsin z = − i ln ( i z + 1 − z 2 ) = π 2 − i ln ( z + z 2 − 1 ) , {\displaystyle {\begin{aligned}\arcsin z&{}=-i\ln(iz+{\sqrt {1-z^{2}}})={\frac {\pi }{2}}-i\ln(z+{\sqrt {z^{2}-1}}),\end{aligned}}}
arccos z = π 2 + i ln ( i z + 1 − z 2 ) , {\displaystyle {\begin{aligned}\arccos z&{}={\dfrac {\pi }{2}}+i\ln(iz+{\sqrt {1-z^{2}}}),\end{aligned}}}
arctan z = i 2 ( ln ( 1 − i z ) − ln ( 1 + i z ) ) , {\displaystyle {\begin{aligned}\operatorname {arctan} \,z&{}={\dfrac {i}{2}}(\ln(1-iz)-\ln(1+iz)),\end{aligned}}}
arccot z = i 2 ( ln ( z − i z ) − ln ( z + i z ) ) , {\displaystyle {\begin{aligned}\operatorname {arccot} \,z&{}={\dfrac {i}{2}}\left(\ln \left({\dfrac {z-i}{z}}\right)-\ln \left({\dfrac {z+i}{z}}\right)\right),\end{aligned}}}
arcsec z = arccos ( z − 1 ) = π 2 + i ln ( 1 − 1 z 2 + i z ) , {\displaystyle {\begin{aligned}\operatorname {arcsec} z&{}=\arccos \left(z^{-1}\right)={\dfrac {\pi }{2}}+i\ln \left({\sqrt {1-{\dfrac {1}{z^{2}}}}}+{\dfrac {i}{z}}\right),\end{aligned}}}
arccsc z = arcsin ( z − 1 ) = − i ln ( 1 − 1 z 2 + i z ) . {\displaystyle {\begin{aligned}\operatorname {arccsc} \,z&{}=\arcsin \left(z^{-1}\right)=-i\ln \left({\sqrt {1-{\dfrac {1}{z^{2}}}}}+{\dfrac {i}{z}}\right).\end{aligned}}}
İstinadlar
Weisstein, Eric W. (ing.) Wolfram saytında.
Математическая энциклопедия. Гл. ред. И.М. Виноградов. — М.: «Советская Энциклопедия», 1982. — .
Həmçinin