Тази статия се нуждае от вниманието на
редактор с по-задълбочени познания по Математика .
Ако смятате, че имате необходимите знания,
подобрете тази страница.
Обрàтните тригонометрѝчни фу̀нкции , наричани още àркусфункции или циклометрѝчни функции , се дефинират като обратни на тригонометричните функции . Те определят ъгъла, съответстващ на дадена отсечка в единичната окръжност . Това са функциите:
За окръжност с радиус 1,
arcsin
x
{\displaystyle \arcsin {x}}
и
arccos
y
{\displaystyle \arccos {y}}
e дъгата, определена от точката с координати
x
{\displaystyle x}
и
y
{\displaystyle y}
или ъгълът срещу нея.
Аркуссинус
y
=
arcsin
x
{\displaystyle y=\arcsin {x}}
, обратна на синус
x
=
sin
y
{\displaystyle x=\sin {y}}
;
Аркускосинус
y
=
arccos
x
{\displaystyle y=\arccos {x}}
, обратна на косинус
x
=
cos
y
{\displaystyle x=\cos {y}}
;
Аркустангeнс
y
=
arctg
x
{\displaystyle y=\operatorname {arctg} {x}}
, обратна на тангeнс
x
=
tg
y
{\displaystyle x=\operatorname {tg} {y}}
;
Аркускотангeнс
y
=
arccotg
x
{\displaystyle y=\operatorname {arccotg} {x}}
, обратна на котангeнс
x
=
cotg
y
{\displaystyle x=\operatorname {cotg} {y}}
;
Аркуссеканс
y
=
arcsec
x
{\displaystyle y=\operatorname {arcsec} {x}}
, обратна на секанс
x
=
sec
y
{\displaystyle x=\sec {y}}
;
Аркускосеканс
y
=
arccsc
x
{\displaystyle y=\operatorname {arccsc} {x}}
, обратна на косеканс
x
=
csc
y
{\displaystyle x=\csc {y}}
.
Обратните тригонометрични функции служат за намиране на ъгъл от която и да е от неговите тригонометрични функции , но също и за обяснение на антипроизводните (първообразите, примитивите) на определени функции. Те се използват широко в инженерството, навигацията, физиката и геометрията.
Аркусфункциите са многозначни, защото съответните им тригонометрични функции са периодични. Стойността на аркусфункцията е множество от ъгли (дъги ), за които съответната права тригонометрична функция е равна на даденото число. Например
arcsin
1
/
2
{\displaystyle \arcsin 1/2}
означава множеството от ъгли
(
π
6
,
5
π
6
,
13
π
6
,
17
π
6
…
(
30
∘
,
150
∘
,
390
∘
,
510
∘
…
)
)
{\displaystyle \left({\frac {\pi }{6}},{\frac {5\pi }{6}},{\frac {13\pi }{6}},{\frac {17\pi }{6}}\dots ~(30^{\circ },150^{\circ },390^{\circ },510^{\circ }\dots )\right)}
, синусът от които е
1
/
2
{\displaystyle 1/2}
. От множеството от стойности на всяка аркусфункция се отделят нейните главни стойности (вижте графиките на главните стойности на аркусфункциите по-долу), които обикновено се имат предвид, когато се говори за тази аркусфункция. В примера главната стойност на
arcsin
1
/
2
{\displaystyle \arcsin 1/2}
е
π
6
(
30
∘
)
{\displaystyle {\frac {\pi }{6}}\,(30^{\circ })}
.
Обратните тригонометрични функции се означават със стандартен или съкратен запис на името им или чрез правата им функция:
В езиците за компютърно програмиране обратните тригонометрични функции обикновено се означават със съкратените форми Asin, Acos и Atan (във Visual Basic ); [ 1] asin , acos и atan (в C++ );[ 2] или ArcSin, ArcCos и ArcTan (в Паскал ).[ 3]
Името на обратната тригонометрична функция се формира от името на съответната права тригонометрична функция чрез добавяне на префикса „aркус-“ (от латински arc us – дъга). Това се дължи на факта, че геометрично стойността на обратната тригонометрична функция може да бъде свързана с дължината на дъгата на единичната окръжност (или ъгъла, обхващащ тази дъга), съответстваща на определен сегмент. По този начин обикновеният синус позволява да се намери хорда , която го свързва по дъга от окръжност, а обратната функция решава обратния проблем. Начинът за обозначаване на обратните тригонометрични функции по този начин се появява при австрийския математик от 18 век Карл Шерфер и е установен благодарение на Лагранж . Специалният символ за обратната тригонометрична функция е използван за първи път от Даниел Бернули през 1729 г. До края на 19 век английската и немската математически школи предлагат други обозначения:
sin
−
1
,
1
sin
{\displaystyle \sin ^{-1},{\frac {1}{\sin }}}
, но те не се утвърждават.[ 4] Само понякога в чуждестранната литература, както и в научни/инженерни калкулатори, се използват обозначения като sin−1 , cos−1 за аркуссинус, аркускосинус и т.н. [ 5] – такова обозначение се счита за не много удобно, тъй като е възможно объркване с функцията, повдигната на степен −1. Объркването се смекчава донякъде от факта, че всяка от реципрочните тригонометрични функции има собствено име, например (cos(x))−1 = sec(x). Предпочита се обаче такова обозначение да не се използва поради неговата двусмисленост. Друг вариант, използван от някои автори, е означение с първа главна буква, заедно с горен индекс −1 : Sin−1 (x), Cos−1 (x ), Tan−1 (x) и т.н. Това потенциално избягва объркване със съответната обратна функция, която трябва да бъде представена чрез sin−1 (x ) , cos−1 (x ) ... или по-добре чрез sin−1 x , cos−1 x и т.н. Обаче се създава още един основен източник на неяснота, особено след като много популярни езици за програмиране на високо ниво (напр. Mathematica и Magma ) използват същите тези представяния с главни букви за стандартните тригонометрични функции, докато други (Python , SymPy , NumPy , MATLAB , Maple и др.) използват малки букви.
От 2009 г. насам стандартът ISO 80000-2 уточнява само префикса „arc“ за обратните функции.
Удовлетворени са зависимостите:
arcsin
sin
x
=
sin
arcsin
x
=
x
{\displaystyle \arcsin {\sin {x}}=\sin {\arcsin {x}}=x}
arccos
cos
x
=
cos
arccos
x
=
x
{\displaystyle \arccos {\cos {x}}=\cos {\arccos {x}}=x}
arctan
tan
x
=
tan
arctan
x
=
x
{\displaystyle \arctan {\tan {x}}=\tan {\arctan {x}}=x}
arccot
cot
x
=
cot
arccot
x
=
x
{\displaystyle \operatorname {arccot} {\cot {x}}=\cot {\operatorname {arccot} {x}}=x}
arcsin
sec
x
=
sin
arcsin
x
=
x
{\displaystyle \arcsin {\sec {x}}=\sin {\arcsin {x}}=x}
arccos
csc
x
=
cos
arccos
x
=
x
{\displaystyle \arccos {\csc {x}}=\cos {\arccos {x}}=x}
arcsin
x
+
arccos
x
=
π
2
{\displaystyle \arcsin x+\arccos x={\frac {\pi }{2}}}
arctg
x
+
arcctg
x
=
π
2
{\displaystyle \operatorname {arctg} \,x+\operatorname {arcctg} \,x={\frac {\pi }{2}}}
Аркусинус на числото x е стойността на ъгъла y , изразена в радиани , за която
sin
y
=
x
,
−
π
2
⩽
y
⩽
π
2
,
|
x
|
⩽
1.
{\displaystyle \sin y=x,\quad -{\frac {\pi }{2}}\leqslant y\leqslant {\frac {\pi }{2}},\quad |x|\leqslant 1.}
Графика на функцията
y
=
arcsin
x
{\displaystyle y=\arcsin x}
Функцията
y
=
arcsin
x
{\displaystyle y=\arcsin x}
е непрекъсната и ограничена в цялата си дефиниционна област . Тя е строго нарастваща.
sin
(
arcsin
x
)
=
x
{\displaystyle \sin(\arcsin x)=x\qquad }
при
−
1
⩽
x
⩽
1
,
{\displaystyle -1\leqslant x\leqslant 1,}
arcsin
(
sin
y
)
=
y
{\displaystyle \arcsin(\sin y)=y\qquad }
за
−
π
2
⩽
y
⩽
π
2
,
{\displaystyle -{\frac {\pi }{2}}\leqslant y\leqslant {\frac {\pi }{2}},}
Дефиниционна област
D
(
arcsin
x
)
=
[
−
1
;
1
]
{\displaystyle \qquad D(\arcsin x)=[-1;1]}
,
Област на стойностите
E
(
arcsin
x
)
=
[
−
π
2
;
π
2
]
{\displaystyle \qquad E(\arcsin x)=\left[-{\frac {\pi }{2}};{\frac {\pi }{2}}\right]}
.
arcsin
(
−
x
)
=
−
arcsin
x
{\displaystyle \arcsin(-x)=-\arcsin x\qquad }
(функцията е нечетна ).
arcsin
x
>
0
{\displaystyle \arcsin x>0}
за
0
<
x
⩽
1
{\displaystyle 0<x\leqslant 1}
.
arcsin
x
=
0
{\displaystyle \arcsin x=0}
за
x
=
0.
{\displaystyle x=0.}
arcsin
x
<
0
{\displaystyle \arcsin x<0}
за
−
1
⩽
x
<
0.
{\displaystyle -1\leqslant x<0.}
arcsin
x
=
π
2
−
arccos
x
.
{\displaystyle \arcsin x={\frac {\pi }{2}}-\arccos x.}
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\leqslant 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.}
Дадена е функцията
y
=
sin
x
{\displaystyle y=\sin x}
. В цялата си област на определяне тя е частично монотонна , следователно обратното съответствие
y
=
arcsin
x
{\displaystyle y=\arcsin x}
не е изпълнено по цялата числова линия. Затова се разглежда интервала
[
−
π
/
2
;
π
/
2
]
{\displaystyle [-\pi /2;\pi /2]}
, в който функцията
y
=
sin
x
{\displaystyle y=\sin x}
строго монотонно нараства и приема всички свои стойности само веднъж. Тогава в интервала
[
−
π
/
2
;
π
/
2
]
{\displaystyle [-\pi /2;\pi /2]}
съществува обратната функция
y
=
arcsin
x
{\displaystyle y=\arcsin x}
, чиято графика е симетрична на графиката на функцията
y
=
sin
x
{\displaystyle y=\sin x}
относно правата
y
=
x
{\displaystyle y=x}
.
Аркускосинус на числото x се нарича такава стойност на ъгъла y , изразена в радиани, за която
Графика на функцията
y
=
arccos
x
{\displaystyle y=\arccos x}
cos
y
=
x
,
0
⩽
y
⩽
π
,
|
x
|
⩽
1.
{\displaystyle \cos y=x,\qquad 0\leqslant y\leqslant \pi ,\quad |x|\leqslant 1.}
Функцията
y
=
arccos
x
{\displaystyle y=\arccos x}
е непрекъсната и ограничена в цялата си дефиниционна област. Тя е строго намаляваща и неотрицателна.
cos
(
arccos
x
)
=
x
{\displaystyle \cos(\arccos x)=x}
при
−
1
⩽
x
⩽
1
,
{\displaystyle -1\leqslant x\leqslant 1,}
arccos
(
cos
y
)
=
y
{\displaystyle \arccos(\cos y)=y}
при
0
⩽
y
⩽
π
.
{\displaystyle 0\leqslant y\leqslant \pi .}
Дефиниционна област
D
(
arccos
x
)
=
[
−
1
;
1
]
{\displaystyle \qquad D(\arccos x)=[-1;1]}
,
Област на стойностите
E
(
arccos
x
)
=
[
0
;
π
]
{\displaystyle \qquad E(\arccos x)=[0;\pi ]}
.
arccos
(
−
x
)
=
π
−
arccos
x
.
{\displaystyle \arccos(-x)=\pi -\arccos x.}
Функцията е централно симетрична по отношение на точката
(
0
;
π
2
)
,
{\displaystyle \left(0;{\frac {\pi }{2}}\right),}
тя е индиферентна (нито четна, нито нечетна) .
arccos
x
>
0
{\displaystyle \arccos x>0}
при
−
1
⩽
x
<
1.
{\displaystyle -1\leqslant x<1.}
arccos
x
=
0
{\displaystyle \arccos x=0}
при
x
=
1.
{\displaystyle x=1.}
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\leqslant 0\end{matrix}}\right.}
arccos
x
=
arcctg
x
1
−
x
2
{\displaystyle \arccos x=\operatorname {arcctg} {\frac {x}{\sqrt {1-x^{2}}}}}
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
=
2
arctg
1
−
x
2
1
+
x
{\displaystyle \arccos x=2\operatorname {arctg} {\sqrt {\frac {1-x}{1+x}}}=2\operatorname {arctg} {\frac {\sqrt {1-x^{2}}}{1+x}}}
Дадена е функцията
y
=
cos
x
{\displaystyle y=\cos x}
. В цялата си дефиниционна област тя е частично монотонна , следователно обратното съответствие
y
=
arccos
x
{\displaystyle y=\arccos x}
не е изпълнено по цялата числова линия. Затова се разглежда интервала
[
0
;
π
]
{\displaystyle [0;\pi ]}
, в който функцията
y
=
cos
x
{\displaystyle y=\cos x}
строго монотонно намалява и приема всички свои стойности само веднъж. Тогава в интервала
[
0
;
π
]
{\displaystyle [0;\pi ]}
съществува обратната функция
y
=
arccos
x
{\displaystyle y=\arccos x}
, чиято графика е симетрична на графиката на функцията
y
=
cos
x
{\displaystyle y=\cos x}
относно правата
y
=
x
{\displaystyle y=x}
.
Аркустангенс на числото x се нарича такава стойност на ъгъла
y
,
{\displaystyle y,}
изразена в радиани , за която
Графика на функцията
y
=
arctg
x
{\displaystyle y=\operatorname {arctg} \,x}
tg
y
=
x
,
−
π
2
<
y
<
π
2
.
{\displaystyle \operatorname {tg} y=x,\quad -{\frac {\pi }{2}}<y<{\frac {\pi }{2}}.}
Функцията
y
=
arctg
x
{\displaystyle y=\operatorname {arctg} x}
е определена по цялата числова линия, навсякъде непрекъсната и ограничена. Тя е строго нарастваща.
tg
(
arctg
x
)
=
x
{\displaystyle \operatorname {tg} \,(\operatorname {arctg} \,x)=x}
при
x
∈
R
,
{\displaystyle x\in \mathbb {R} ,}
arctg
x
=
{
arcctg
1
x
,
x
>
0
arcctg
1
x
−
π
,
x
<
0
{\displaystyle \operatorname {arctg} x=\left\{{\begin{matrix}\operatorname {arcctg} {\frac {1}{x}},\qquad x>0\\\operatorname {arcctg} {\frac {1}{x}}-\pi ,\qquad x<0\end{matrix}}\right.}
Дефиниционна област
D
(
arctg
x
)
=
(
−
∞
;
∞
)
{\displaystyle \qquad D(\operatorname {arctg} \,x)=(-\infty ;\infty )}
.
Област на стойностите
E
(
arctg
x
)
=
(
−
π
2
;
π
2
)
{\displaystyle \qquad E(\operatorname {arctg} \,x)=\left(-{\frac {\pi }{2}};{\frac {\pi }{2}}\right)}
.
arctg
(
−
x
)
=
−
arctg
x
{\displaystyle \operatorname {arctg} (-x)=-\operatorname {arctg} x\qquad }
(функцията е нечетна ).
arctg
x
=
arcsin
x
1
+
x
2
{\displaystyle \operatorname {arctg} x=\arcsin {\frac {x}{\sqrt {1+x^{2}}}}}
.
arctg
x
=
{
arccos
1
1
+
x
2
,
x
⩾
0
−
arccos
1
1
+
x
2
,
x
⩽
0
{\displaystyle \operatorname {arctg} x=\left\{{\begin{matrix}\arccos {\frac {1}{\sqrt {1+x^{2}}}},\qquad x\geqslant 0\\-\arccos {\frac {1}{\sqrt {1+x^{2}}}},\qquad x\leqslant 0\end{matrix}}\right.}
arctg
x
=
2
arctg
x
1
+
x
2
+
1
=
2
arctg
1
+
x
2
−
1
x
{\displaystyle \operatorname {arctg} x=2\operatorname {arctg} {\frac {x}{{\sqrt {1+x^{2}}}+1}}=2\operatorname {arctg} {\frac {{\sqrt {1+x^{2}}}-1}{x}}}
.
arctg
x
=
π
/
2
−
arcctg
x
{\displaystyle \operatorname {arctg} x=\pi /2-\operatorname {arcctg} x}
.
arctg
x
=
{
arcctg
1
x
,
x
>
0
arcctg
1
x
−
π
,
x
<
0
{\displaystyle \operatorname {arctg} x=\left\{{\begin{matrix}\operatorname {arcctg} {\frac {1}{x}},\qquad x>0\\\operatorname {arcctg} {\frac {1}{x}}-\pi ,\qquad x<0\end{matrix}}\right.}
arctg
x
=
−
i
arth
i
x
{\displaystyle \operatorname {arctg} x=-i\operatorname {arth} {ix}}
, където
arth
{\displaystyle \operatorname {arth} }
е обратен хиперболичен тангенс, ареатангенс .
arth
x
=
i
arctg
i
x
.
{\displaystyle \operatorname {arth} x=i\operatorname {arctg} {ix}.}
Дадена е функцията
y
=
tg
x
{\displaystyle y=\operatorname {tg} \,x}
. В цялата си дефиниционна област тя е частично монотонна , следователно обратното съответствие
y
=
arctg
x
{\displaystyle y=\operatorname {arctg} \,x}
на функцията не е изпълнено. Затова се разглежда интервала
(
−
π
/
2
;
π
/
2
)
{\displaystyle (-\pi /2;\pi /2)}
, в който функцията
y
=
tg
x
{\displaystyle y=\operatorname {tg} \,x}
строго монотонно нараства и приема всички стойности от своята област на стойностите само веднъж. Тогава в интервала
(
−
π
/
2
;
π
/
2
)
{\displaystyle (-\pi /2;\pi /2)}
съществува обратната функция
y
=
arctg
x
{\displaystyle y=\operatorname {arctg} \,x}
, чиято графика е симетрична на графиката на функцията
y
=
tg
x
{\displaystyle y=\operatorname {tg} \,x}
относно правата
y
=
x
{\displaystyle y=x}
.
Графика на функцията
y
=
arcctg
x
{\displaystyle y=\operatorname {arcctg} x}
Аркустангенс на числото x е стойността на ъгъла y (в радиани), за който
ctg
y
=
x
,
0
<
y
<
π
.
{\displaystyle \operatorname {ctg} \,y=x,\quad 0<y<\pi .}
Функцията
y
=
arcctg
x
{\displaystyle y=\operatorname {arcctg} \,x}
е дефинирана на цялата числова ос, непрекъсната е и ограничена навсякъде. Тя е строго намаляваща и положителна навсякъде.
ctg
(
arcctg
x
)
=
x
{\displaystyle \operatorname {ctg} (\operatorname {arcctg} \,x)=x}
за
x
∈
R
,
{\displaystyle x\in \mathbb {R} ,}
arcctg
(
ctg
y
)
=
y
{\displaystyle \operatorname {arcctg} (\operatorname {ctg} \,y)=y}
за
0
<
y
<
π
,
{\displaystyle 0<y<\pi ,}
Дефиниционна област
D
(
arcctg
x
)
=
(
−
∞
;
∞
)
,
{\displaystyle \qquad D(\operatorname {arcctg} x)=(-\infty ;\infty ),}
Област на стойностите
E
(
arcctg
x
)
=
(
0
;
π
)
.
{\displaystyle \qquad E(\operatorname {arcctg} x)=(0;\pi ).}
arcctg
(
−
x
)
=
π
−
arcctg
x
.
{\displaystyle \operatorname {arcctg} (-x)=\pi -\operatorname {arcctg} x.}
Графиката на функцията е централно симетрична спрямо точката
(
0
;
π
2
)
.
{\displaystyle \left(0;{\frac {\pi }{2}}\right).}
Функцията е безразлична (нито четна, нито нечетна) .
arcctg
x
>
0
{\displaystyle \operatorname {arcctg} x>0}
за всеки
x
.
{\displaystyle x.}
arcctg
x
=
arccos
x
1
+
x
2
.
{\displaystyle \operatorname {arcctg} x=\arccos {\frac {x}{\sqrt {1+x^{2}}}}.}
arcctg
x
=
{
arcsin
1
1
+
x
2
,
x
⩾
0
π
−
arcsin
1
1
+
x
2
,
x
⩽
0
{\displaystyle \operatorname {arcctg} 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\leqslant 0\end{matrix}}\right.}
arcctg
x
=
2
arctg
(
x
2
+
1
−
x
)
=
2
arcctg
(
x
2
+
1
+
x
)
.
{\displaystyle \operatorname {arcctg} x=2\operatorname {arctg} ({\sqrt {x^{2}+1}}-x)=2\operatorname {arcctg} ({\sqrt {x^{2}+1}}+x).}
arcctg
x
=
π
/
2
−
arctg
x
.
{\displaystyle \operatorname {arcctg} x=\pi /2-\operatorname {arctg} x.}
arcctg
x
=
{
arctg
1
x
,
x
>
0
arctg
1
x
+
π
,
x
<
0
{\displaystyle \operatorname {arcctg} x=\left\{{\begin{matrix}\operatorname {arctg} {\frac {1}{x}},\qquad x>0\\\operatorname {arctg} {\frac {1}{x}}+\pi ,\qquad x<0\end{matrix}}\right.}
Дадена е функцията
y
=
ctg
x
{\displaystyle y=\operatorname {ctg} \,x}
. В цялата си дефиниционна област тя е частично монотонна и следователно обратното съответствие
y
=
arcctg
x
{\displaystyle y=\operatorname {arcctg} \,x}
не съществува. Затова се разглежда интервала
(
0
;
π
)
{\displaystyle (0;\pi )}
, в който функцията
y
=
ctg
x
{\displaystyle y=\operatorname {ctg} \,x}
строго монотонно намалява и приема всички стойности от своята област само веднъж. Тогава в интервала
(
0
;
π
)
{\displaystyle (0;\pi )}
съществува обратна функция
y
=
arcctg
x
{\displaystyle y=\operatorname {arcctg} \,x}
, чиято графика е симетрична на графиката на функцията
y
=
ctg
x
{\displaystyle y=\operatorname {ctg} \,x}
спрямо правата
y
=
x
{\displaystyle y=x}
.
Графиката на функцятаАркускоотангенсна се получава от аркустангенсната графика, ако последната е отразена спрямо ординатната ос (т.е. сменяйки знака на аргумента,
x
→
−
x
{\displaystyle x\rightarrow -x}
) и е изместена нагоре с π/2 ; това следва от горната формула
arcctg
x
=
arctg
(
−
x
)
+
π
/
2.
{\displaystyle \operatorname {arcctg} x=\operatorname {arctg} (-x)+\pi /2.}
Аркуссеканс на числото
x
{\displaystyle x}
е стойността на ъгъла
y
{\displaystyle y}
(в радиани), за която
Графика на функцията
y
=
arcsec
x
{\displaystyle y=\operatorname {arcsec} \,x}
sec
y
=
x
,
|
x
|
⩾
1
,
0
⩽
y
⩽
π
{\displaystyle \sec y=x,\qquad |x|\geqslant 1,\quad 0\leqslant y\leqslant \pi }
.
Функцията
y
=
arcsec
x
{\displaystyle y=\operatorname {arcsec} x}
е непрекъсната и ограничена в цялата си дефиниционна област . Тя е строго нарастваща и неотрицателна навсякъде.
sec
(
arcsec
x
)
=
x
{\displaystyle \sec(\operatorname {arcsec} x)=x}
при
|
x
|
⩾
1
,
{\displaystyle |x|\geqslant 1,}
arcsec
(
sec
y
)
=
y
{\displaystyle \operatorname {arcsec}(\sec y)=y}
при
0
⩽
y
⩽
π
.
{\displaystyle 0\leqslant y\leqslant \pi .}
Дефиниционна област
D
(
arcsec
x
)
=
(
−
∞
;
−
1
]
∪
[
1
,
∞
)
{\displaystyle D(\operatorname {arcsec} x)=(-\infty ;-1]\cup [1,\infty )}
E
(
arcsec
x
)
=
[
0
;
π
2
)
∪
(
π
2
;
π
]
{\displaystyle E(\operatorname {arcsec} x)=[0;{\frac {\pi }{2}})\cup ({\frac {\pi }{2}};\pi ]}
.
arcsec
(
−
x
)
=
π
−
arcsec
x
.
{\displaystyle \operatorname {arcsec}(-x)=\pi -\operatorname {arcsec} x.}
Графиката на функцията е централно симетрична спрямо точката
(
0
;
π
2
)
.
{\displaystyle \left(0;{\frac {\pi }{2}}\right).}
Функцията е индиферентна (нито четна, нито нечетна) .
arcsec
x
⩾
0
{\displaystyle \operatorname {arcsec} x\geqslant 0}
за всички
x
.
{\displaystyle x.}
arcsec
x
=
{
arcsin
x
2
−
1
x
,
x
⩾
1
π
+
arcsin
x
2
−
1
x
,
x
⩽
−
1
{\displaystyle \operatorname {arcsec} x=\left\{{\begin{matrix}\arcsin {\frac {\sqrt {x^{2}-1}}{x}},\qquad x\geqslant 1\\\pi +\arcsin {\frac {\sqrt {x^{2}-1}}{x}},\qquad x\leqslant -1\end{matrix}}\right.}
arcsec
x
=
π
2
−
arccosec
x
.
{\displaystyle \operatorname {arcsec} x={\frac {\pi }{2}}-\operatorname {arccosec} x.}
arcsec
x
=
arccos
1
x
.
{\displaystyle \operatorname {arcsec} x=\arccos {\frac {1}{x}}.}
Аркосеканс на числото x е стойността на ъгъла y (в радиани), за която
Графика на функцията
y
=
arccosec
x
{\displaystyle y=\operatorname {arccosec} x}
cosec
y
=
x
{\displaystyle \operatorname {cosec} y=x}
,
|
x
|
⩾
1
,
−
π
/
2
⩽
y
⩽
π
/
2.
{\displaystyle |x|\geqslant 1,\quad -\pi /2\leqslant y\leqslant \pi /2.}
Функцията
y
=
arccosec
x
{\displaystyle \,y=\operatorname {arccosec} x\,}
е непрекъсната и ограничена в цялата си област на определение . Тя е строго намаляваща.
cosec
(
arccosec
x
)
=
x
{\displaystyle \operatorname {cosec} (\operatorname {arccosec} x)=x}
при
|
x
|
⩾
1
,
{\displaystyle |x|\geqslant 1,}
arccosec
(
cosec
y
)
=
y
{\displaystyle \operatorname {arccosec} (\operatorname {cosec} y)=y}
при
−
π
/
2
⩽
y
⩽
π
/
2.
{\displaystyle -\pi /2\leqslant y\leqslant \pi /2.}
Дефиниционна област
D
(
arccosec
x
)
=
(
−
∞
;
−
1
]
∪
[
1
,
∞
)
{\displaystyle D(\operatorname {arccosec} x)=(-\infty ;-1]\cup [1,\infty )}
,
Област на стойностите
E
(
arccosec
x
)
=
[
−
π
2
;
0
)
∪
(
0
;
π
2
]
{\displaystyle \quad E(\operatorname {arccosec} x)=[-{\frac {\pi }{2}};0)\cup (0;{\frac {\pi }{2}}]}
.
arccosec
(
−
x
)
=
−
arccosec
x
{\displaystyle \operatorname {arccosec} (-x)=-\operatorname {arccosec} x}
(функцията е нечетна ).
arccosec
x
=
arctg
sgn
x
x
2
−
1
=
{
arctg
1
x
2
−
1
,
x
>
1
−
arctg
1
x
2
−
1
,
x
<
−
1
{\displaystyle \operatorname {arccosec} \,x=\operatorname {arctg} {\frac {\operatorname {sgn} x}{\sqrt {x^{2}-1}}}=\left\{{\begin{matrix}\operatorname {arctg} {\frac {1}{\sqrt {x^{2}-1}}},\qquad x>1\\-\operatorname {arctg} {\frac {1}{\sqrt {x^{2}-1}}},\qquad x<-1\end{matrix}}\right.}
arccosec
x
=
π
/
2
−
arcsec
x
.
{\displaystyle \operatorname {arccosec} x=\pi /2-\operatorname {arcsec} x.}
arccosec
x
=
arcsin
1
x
.
{\displaystyle \operatorname {arccosec} x=\arcsin {\frac {1}{x}}.}
Основните стойности на функциите
arcsin
(
x
)
{\displaystyle \arcsin {(x)}}
(червено) и
arccos
(
x
)
{\displaystyle \arccos {(x)}}
(синьо)
Основните стойности на функциите
arctan
(
x
)
{\displaystyle \arctan {(x)}}
(червено) и
arccot
(
x
)
{\displaystyle \operatorname {arccot} {(x)}}
(синьо)
Основните стойности на функциите
arcsec
(
x
)
{\displaystyle \operatorname {arcsec} {(x)}}
(червено) и
arccsc
(
x
)
{\displaystyle \operatorname {arccsc} {(x)}}
(синьо)
Риманова повърхност на комплексен логаритъм . Листите са на разстояние
2
π
{\displaystyle 2\pi }
.
Тъй като тригонометричните функции са периодични функции, те първоначално не са обратими. Ако обаче се ограничи до интервал на монотонност на съответната изходна функция, например интервала
[
−
π
/
2
,
π
/
2
]
{\displaystyle [-\pi /2,\pi /2]}
или
[
0
,
π
]
{\displaystyle [0,\pi ]}
, тогава ограничената функция, получена по този начин, може много добре да бъде обърната. Въпреки това, интервалите на монотонност покриват само половин период, както се вижда от графиките на функциите. Въпреки това, ако се знае както синуса, така и косинуса на ъгъл, можете да се определи ъгъла до цели периоди
(
2
π
)
{\displaystyle (2\pi )}
, (вижте фигурата на вдясно за илюстрация и atan2 за изчисление).
Вижте също: Тригонометрична функция: връзки между функциите
Aркусфункциите могат да бъдат преобразувани една в друга, както следва (
sgn
{\displaystyle \operatorname {sgn} }
обозначава знаковата функция ):
arcsin
arccos
arctan
arccot
arcsec
arccsc
arcsin(x)
arcsin
(
x
)
{\displaystyle \arcsin(x)}
π
2
−
arccos
(
x
)
{\displaystyle {\frac {\pi }{2}}-\arccos(x)}
arctan
(
x
1
−
x
2
)
{\displaystyle \arctan \left({\frac {x}{\sqrt {1-x^{2}}}}\right)}
π
2
−
arccot
(
x
1
−
x
2
)
{\displaystyle {\frac {\pi }{2}}-\operatorname {arccot} \left({\frac {x}{\sqrt {1-x^{2}}}}\right)}
π
2
−
arcsec
(
1
x
)
{\displaystyle {\frac {\pi }{2}}-\operatorname {arcsec} \left({\frac {1}{x}}\right)}
arccsc
(
1
x
)
{\displaystyle \operatorname {arccsc} \left({\frac {1}{x}}\right)}
arccos(x)
π
2
−
arcsin
(
x
)
{\displaystyle {\frac {\pi }{2}}-\arcsin(x)}
arccos
(
x
)
{\displaystyle \arccos(x)}
π
2
−
arctan
(
x
1
−
x
2
)
{\displaystyle {\frac {\pi }{2}}-\arctan \left({\frac {x}{\sqrt {1-x^{2}}}}\right)}
arccot
(
x
1
−
x
2
)
{\displaystyle \operatorname {arccot} \left({\frac {x}{\sqrt {1-x^{2}}}}\right)}
arcsec
(
1
x
)
{\displaystyle \operatorname {arcsec} \left({\frac {1}{x}}\right)}
π
2
−
arccsc
(
1
x
)
{\displaystyle {\frac {\pi }{2}}-\operatorname {arccsc} \left({\frac {1}{x}}\right)}
arctan(x)
arcsin
(
x
1
+
x
2
)
{\displaystyle \arcsin \left({\frac {x}{\sqrt {1+x^{2}}}}\right)}
π
2
−
arccos
(
x
1
+
x
2
)
{\displaystyle {\frac {\pi }{2}}-\arccos \left({\frac {x}{\sqrt {1+x^{2}}}}\right)}
arctan
(
x
)
{\displaystyle \arctan(x)}
π
2
−
arccot
(
x
)
{\displaystyle {\frac {\pi }{2}}-\operatorname {arccot}(x)}
π
2
−
arcsec
(
1
+
x
2
x
)
{\displaystyle {\frac {\pi }{2}}-\operatorname {arcsec} \left({\frac {\sqrt {1+x^{2}}}{x}}\right)}
arccsc
(
1
+
x
2
x
)
{\displaystyle \operatorname {arccsc} \left({\frac {\sqrt {1+x^{2}}}{x}}\right)}
arccot(x)
π
2
−
arcsin
(
x
1
+
x
2
)
{\displaystyle {\frac {\pi }{2}}-\arcsin \left({\frac {x}{\sqrt {1+x^{2}}}}\right)}
arccos
(
x
1
+
x
2
)
{\displaystyle \arccos \left({\frac {x}{\sqrt {1+x^{2}}}}\right)}
π
2
−
arctan
(
x
)
{\displaystyle {\frac {\pi }{2}}-\arctan(x)}
arccot
(
x
)
{\displaystyle \operatorname {arccot}(x)}
arcsec
(
1
+
x
2
x
)
{\displaystyle \operatorname {arcsec} \left({\frac {\sqrt {1+x^{2}}}{x}}\right)}
π
2
−
arccsc
(
1
+
x
2
x
)
{\displaystyle {\frac {\pi }{2}}-\operatorname {arccsc} \left({\frac {\sqrt {1+x^{2}}}{x}}\right)}
arcsec(x)
π
2
−
arcsin
(
1
x
)
{\displaystyle {\frac {\pi }{2}}-\arcsin \left({\frac {1}{x}}\right)}
arccos
(
1
x
)
{\displaystyle \arccos \left({\frac {1}{x}}\right)}
π
2
−
arctan
(
sgn
(
x
)
x
2
−
1
)
{\displaystyle {\frac {\pi }{2}}-\arctan \left({\frac {\operatorname {sgn}(x)}{\sqrt {x^{2}-1}}}\right)}
arccot
(
sgn
(
x
)
x
2
−
1
)
{\displaystyle \operatorname {arccot} \left({\frac {\operatorname {sgn}(x)}{\sqrt {x^{2}-1}}}\right)}
arcsec
(
x
)
{\displaystyle \operatorname {arcsec}(x)}
π
2
−
arccsc
(
x
)
{\displaystyle {\frac {\pi }{2}}-\operatorname {arccsc}(x)}
arccsc(x)
arcsin
(
1
x
)
{\displaystyle \arcsin \left({\frac {1}{x}}\right)}
π
2
−
arccos
(
1
x
)
{\displaystyle {\frac {\pi }{2}}-\arccos \left({\frac {1}{x}}\right)}
arctan
(
sgn
(
x
)
x
2
−
1
)
{\displaystyle \arctan \left({\frac {\operatorname {sgn}(x)}{\sqrt {x^{2}-1}}}\right)}
π
2
−
arccot
(
sgn
(
x
)
x
2
−
1
)
{\displaystyle {\frac {\pi }{2}}-\operatorname {arccot} \left({\frac {\operatorname {sgn}(x)}{\sqrt {x^{2}-1}}}\right)}
π
2
−
arcsec
(
x
)
{\displaystyle {\frac {\pi }{2}}-\operatorname {arcsec}(x)}
arccsc
(
x
)
{\displaystyle \operatorname {arccsc}(x)}
arcsin
x
=
x
+
x
3
6
+
3
x
5
40
+
⋯
=
∑
n
=
0
∞
(
2
n
)
!
4
n
(
n
!
)
2
(
2
n
+
1
)
x
2
n
+
1
{\displaystyle \displaystyle \arcsin x=x+{\frac {x^{3}}{6}}+{\frac {3x^{5}}{40}}+\cdots \ =\sum _{n=0}^{\infty }{\frac {(2n)!}{4^{n}(n!)^{2}(2n+1)}}x^{2n+1}}
за всички
|
x
|
≤
1
{\displaystyle \left|x\right|\leq 1}
[ 6]
arccos
x
=
π
2
−
arcsin
x
=
π
2
−
∑
n
=
0
∞
(
2
n
)
!
4
n
(
n
!
)
2
(
2
n
+
1
)
x
2
n
+
1
{\displaystyle \displaystyle \arccos x={\pi \over 2}-\arcsin x={\pi \over 2}-\sum _{n=0}^{\infty }{\frac {(2n)!}{4^{n}(n!)^{2}(2n+1)}}x^{2n+1}}
за всички
|
x
|
≤
1
{\displaystyle \left|x\right|\leq 1}
arctg
x
=
x
−
x
3
3
+
x
5
5
−
⋯
=
∑
n
=
1
∞
(
−
1
)
n
−
1
2
n
−
1
x
2
n
−
1
{\displaystyle \displaystyle \operatorname {arctg} \ x=x-{\frac {x^{3}}{3}}+{\frac {x^{5}}{5}}-\cdots \ =\sum _{n=1}^{\infty }{\frac {(-1)^{n-1}}{2n-1}}x^{2n-1}}
за всички
|
x
|
≤
1
{\displaystyle \left|x\right|\leq 1}