反正割函式

反正割函式

反正割函式是數學術語, 屬於反三角函式的一種。指正割函式y=sec x在區間[0,π/2)∪(π/2,π]上的反函式.記為y=arcsec x。

基本概念

反正割函式 反正割函式
反正割函式 反正割函式
反正割函式 反正割函式
反正割函式 反正割函式

反三角函式之一.指正割函式y=sec x在區間[0,π/2)∪(π/2,π]上的反函式.記為y=arcsec x或y=secx.它表示[0,π/2)∪(π/2,π]上正割值等於x的那個惟一確定的角,即sec(arcsec x)=x,反正割函式的定義域是(-,-1]∪[1,+),值域是[0,π/2)∪(π/2,π].由於正割函式在區間[0,π/2)∪(π/2,π]上是單調連續的,因此,反正割函式是存在且惟一確定的.引進多值函式概念後,就可以在正割函式的整個定義域(x∈R,且x≠kπ+π/2,k∈Z)上來考慮它的反函式,這時的反正割函式是多值的,記為y=Arcsec x,定義域是(-,-1]∪[1,+),值域是y∈R,y≠kπ+π/2,k∈Z.

反正割函式 反正割函式
反正割函式 反正割函式
反正割函式 反正割函式
反正割函式 反正割函式
反正割函式 反正割函式
反正割函式 反正割函式

於是,把y=arcsec x(x∈(-,-1]∪[1,+),y∈[0,π/2)∪(π/2,π])稱為反正割函式的主值,而把y=Arcsec x=2kπ±arcsec x(x∈(-,-1]∪[1,+),y∈R,y≠kπ+π/2,k∈Z)稱為反正割函式的通值.反正割函式在區間(-,-1]∪[1,+)上的圖象可由區間[0,π/2)∪(π/2,π]上的正割曲線作關於直線y=x的對稱變換而得到.

定義

反正割函式 反正割函式
反正割函式 反正割函式

(由於反函式存在的條件為原函式單調,但y=secx ,{x|x∈R,x≠π/2+kπ,k∈Z} 在定義域內不單調)所以定義:y=secx,x∈[0,π/2)∪(π/2,π]的反函式為 反正割函式, 記作y=arcsecx,x∈(-,-1]∪[1,+) , y∈[0,π/2)∪(π/2,π],注意:y表示的是一個弧度制的角,自變數x是一個正割值

理解

函式其實就是一個數集A到另一個數集B的映射f,(一般A∈R,B∈R,A ∉ ∅,B∉ ∅),若且唯若f是一一映射時,它才有逆映射f-1(-1在f右上角,以下所有“f-1”均如此)。顯然f-1也是一一映射,它也有逆映射f。因而f與f-1互為逆映射。可見,函式y=f(x)與函式x=f-1(y)互為反函式。由於習慣上常用x表示自變數,y表示函式,因而在函式x=f-1(y)的表達式中,一般都還要對調字母x和y,把它改成y=f-1(x)

像與原像 設A,B是兩個非空集合,如果根據某個確定的對應法則f使得對A中的每一個元素a,集合B中都有唯一的一個元素b和它對應,那么這種對應叫做集合A到集合B的映射,記作f:A→B。而b叫做a(在f作用下的)的像,記作b=f(a),a叫做(b在f作用下)的原像。顯然,原像集就是集合A,而像集與B之間有關係 f(A)⊆B

性質

取值

反正割函式 反正割函式
反正割函式 反正割函式

x∈(-,-1]∪[1,+) ,y∈[0,π/2)∪(π/2,π]

最值

當x=-1時,有最 值π, 當x=1時,有最 值0

單調性

反正割函式 反正割函式
反正割函式 反正割函式
反正割函式 反正割函式
反正割函式 反正割函式

由於正割函式y=secx 在 [0,π/2)上單調遞增,所以反正割函式y=arcsecx 在 (-,-1]上單調 遞增。同理 反正割函式y=arcsecx [1,+) 上單調 遞增。即單調遞增區間:(-,-1]、[1,+) ( 注意: 絕對不能並起來

對稱中心

反正割函式 反正割函式
反正割函式 反正割函式

(0,π/2),故有 arcsec(x)+arcsec(-x)=π, x∈(-,-1]∪[1,+)

漸近線

直線y=π/2

導數

y'=(x^2)√【1-(1/x^2)】 y'始終大於0。

y'=x^2√【1-(1/x^2)】 的推導 y'=x^2√【1-(1/x^2)】 的推導

詳細推導:

將其分段的答案合併即為 (x^2)√【1-(1/x^2)】

基本思想為:原函式的導數=其反函式導數的倒數,即dy/dx=1/(dx/dy)

函式圖像

由以上 y=arcsecx 的導數推導的圖中,第一行cosy=1/x,所以y=arccos(1/x)。以此作為理論依據在幾何畫

y=arcsecx的圖像 y=arcsecx的圖像

板中作出 y=arcsecx的圖像。

自己作圖:

我們知道這個結論:“ 函式f(x)的圖像和它的反函式的圖像關於直線y=x對稱”,

①可以先畫出函式y=secx在(-π/2,π/2)上的圖像

②用平板玻璃或透明紙畫好圖像,翻轉過來。或根據另一結論:點P(x0,y0)關於直線y=x的對稱點為(y0,x0),描出數點後即可作出圖形。

y=secx=1/cosx的圖像 y=secx=1/cosx的圖像

(取右圖兩條虛線之間的部分 作反函式即可。)

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