反正切函数公式的推导
来源 :华课网校 2024-06-19 19:51:24
中反正切函数是一种三角函数,它的定义域为 $(-\infty, +\infty)$,值域为 $(-\frac, \frac)$。它的基本形式为 $\tan^(x)$,表示的是 $x$ 的反正切值。
反正切函数公式的推导可以从正切函数的定义开始。正切函数的定义是 $\tan(\theta)=\frac$,其中 $\theta$ 是一个角度。反正切函数的定义是 $\tan^(x)=\theta$,其中 $x$ 是一个实数。
我们可以将 $\theta$ 带入正切函数的定义式中,得到 $\tan(\theta)=\frac=\frac$。这里的 $x$ 是反正切函数的参数。我们可以将等式两边取正切函数的反函数,得到 $\theta=\tan^(\frac)$。这就是反正切函数的基本公式。
但是,这个公式的定义域和值域并不符合我们对反正切函数的要求。为了将其定义域拓展到 $(-\infty, +\infty)$,我们需要对其进行一些调整。
首先,我们需要注意到正切函数在 $\frac$ 和 $-\frac$ 处有一个垂直渐近线。这意味着,在这些点附近,正切函数的值会趋近于无穷大或负无穷大。因此,我们需要将反正切函数的定义域限制在 $(-\infty, -1]\cup[1,+\infty)$ 上,以避免出现无穷大的情况。
其次,我们需要注意到反正切函数的值域为 $(-\frac, \frac)$。这个值域是一个开区间,我们需要将其变为闭区间。为此,我们可以考虑将 $\theta$ 限制在 $[-\frac, \frac]$ 上,这样就可以得到反正切函数的完整定义。
综上所述,反正切函数的公式为:
$$\tan^(x)= \begin \arctan(x) & x\in(-\infty,-1]\cup[1,+\infty)\\ \arctan(x)+\pi & x\in(-\infty,-1]\cup[1,+\infty)\\ \frac & x=+\infty\\ -\frac & x=-\infty \end$$
其中,$\arctan(x)$ 表示 $x$ 的反正切值,$\pi$ 表示圆周率。这个公式可以帮助我们计算任何实数的反正切值,从而在数学和工程等领域中发挥重要作用。
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