反正弦函数

定义

反正弦函数的定义

反正弦函数 y=arcsin⁡xy = \arcsin x 是正弦函数 y=sin⁡xy = \sin x 的反函数。

性质

  • 定义域:[−1,1][-1, 1]
  • 值域:[−π2,π2][-\frac{\pi}{2}, \frac{\pi}{2}]
  • 单调性:单调递增
  • 奇偶性:奇函数

为什么值域取 [−π2,π2][-\frac{\pi}{2}, \frac{\pi}{2}]

  • 在这个区间上,sin⁡x\sin x 从 −1-1 单调递增到 11,一个 yy 恰好对应一个 xx;
  • 因此反函数 arcsin⁡x\arcsin x 的值域就是 [−π2,π2][-\frac{\pi}{2}, \frac{\pi}{2}];
  • 如果换一个区间(例如 [π2,3π2][\frac{\pi}{2}, \frac{3\pi}{2}]),也能得到”反函数”,但数值会不同;约定主值区间让所有教材/计算器结果一致。

求值例题

例:求 arcsin⁡32\arcsin \frac{\sqrt{3}}{2} 的值。

反正弦函数求值特殊角

解题思路:要找 θ∈[−π2,π2]\theta \in [-\frac{\pi}{2}, \frac{\pi}{2}],使 sin⁡θ=32\sin \theta = \frac{\sqrt{3}}{2}。

详细步骤:

  1. 特殊角中 sin⁡π3=32\sin \frac{\pi}{3} = \frac{\sqrt{3}}{2};
  2. π3≈1.047\frac{\pi}{3} \approx 1.047,落在 [−π2,π2][-\frac{\pi}{2}, \frac{\pi}{2}] 内;
  3. 由主值区间唯一性,arcsin⁡32=π3\arcsin \frac{\sqrt{3}}{2} = \frac{\pi}{3}。

最终答案:arcsin⁡32=π3\arcsin \frac{\sqrt{3}}{2} = \frac{\pi}{3}。

图像


练习题

练习题 1

已知 y=arcsin⁡xy = \arcsin x,求其定义域和值域。

反正弦函数定义域值域

解题思路:

反正弦函数是正弦函数在主值区间 [−π2,π2][-\frac{\pi}{2}, \frac{\pi}{2}] 上的反函数:定义域由 sin⁡x\sin x 的值域决定,值域由主值区间决定。

详细步骤:

  1. 正弦函数 y=sin⁡xy = \sin x 在 R\mathbb{R} 上的值域是 [−1,1][-1, 1],反函数的定义域正是原函数的值域,所以 y=arcsin⁡xy = \arcsin x 的定义域是 [−1,1][-1, 1]。
  2. 正弦函数在 [−π2,π2][-\frac{\pi}{2}, \frac{\pi}{2}] 上单调递增,值由 −1-1 变到 11,取该区间为主值区间即可保证反函数唯一。
  3. 反函数把主值区间内的角度映回原函数的定义域,所以 y=arcsin⁡xy = \arcsin x 的值域是 [−π2,π2][-\frac{\pi}{2}, \frac{\pi}{2}]。

最终答案:

定义域:[−1,1][-1, 1];值域:[−π2,π2][-\frac{\pi}{2}, \frac{\pi}{2}]。


总结

本文出现的符号

符号类型读音/说明在本文中的含义
π\pi希腊字母Pi(派)圆周率,用于表示反正弦函数的值域([−π2,π2][-\frac{\pi}{2}, \frac{\pi}{2}])

中英对照

中文术语英文术语音标说明
反正弦函数arcsine function/ɑːkˈsaɪn ˈfʌŋkʃən/正弦函数的反函数,记作 y=arcsin⁡xy = \arcsin x
反正弦arcsine/ɑːkˈsaɪn/函数名称,简写为 arcsin⁡\arcsin
反函数inverse function/ɪnˈvɜːs ˈfʌŋkʃən/与原函数互逆的函数
定义域domain/dəʊˈmeɪn/自变量的取值范围
值域range/reɪndʒ/函数值的取值范围
奇函数odd function/ɒd ˈfʌŋkʃən/满足 f(−x)=−f(x)f(-x) = -f(x) 的函数

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