反三角函数的概念和性质。
一.基本知识:
1.正确理解反三角函数的定义,把握三角函数与反三角函数的之间的反函数关系;
2.掌握反三角函数的定义域和值域,y=arcsinx, x∈[-1, 1], y∈[-y=arccosx, x∈[-1, 1], y∈[0, π在反三角函数中,定义域和值域的作用更为明显,在研究问题时,一定要先看清楚变量的取值范围;
3.符号arcsinx可以理解为[-,上的一个角或弧,也可以理解为区间[-,上的一个实数;同样符号arccosx可以理解为[0,π]上的一个角或弧,也可以理解为区间[0,π]上的一个实数;
4.y=arcsinx等价于siny=x, y∈[-y=arccosx等价于cosy=x, x∈[0, π这两个等价关系是解反三角函数问题的主要依据;
5.注意恒等式sin(arcsinx)=x, x∈[-1, 1] ,cos(arccosx)=x, x∈[-1, 1], arcsin(sinx)=x, x∈[-arccos(cosx)=x, x∈[0, π的运用的条件;
6.掌握反三角函数的奇偶性、增减性的判断,大多数情况下,可以与相应的三角函数的图象及性质结合起来理解和应用;
7.注意恒等式arcsinx+arccosx=, arctgx+arcctgx=的应用。
例一.下列各式中成立的是(c)。
a)arcctg(-1)=-b)arccos(-)
c)sin[arcsind)arctg(tgπ)=
解:(a)(b)中都是值域出现了问题,即arcctg(-1)∈(0, πarccos(-)0, πd)中,arctg(tg而a)(b)(d)都不正确。
例二.下列函数中,存在反函数的是(d)。
a)y=sinx, x∈[-0] (b)y=sinx, x∈[,
c)y=sinx, x∈[,d)y=sinx, x∈[,
解:本题是判断函数y=sinx在哪个区间上是单调函数,由于y=sinx在区间[,]上是单调递减函数, 所以选d。
例三. arcsin(sin10)等于(c)。
a)2π-10 (b)10-2π (c)3π-10 (d)10-3π
解:本题是判断哪个角度的正弦值与sin10相等,且该角度在[-,上。
由于sin(3π-10)=sin(π-10)=sin10, 且3π-10∈[-所以选c。(
例四.求出下列函数的反函数,并求其定义域和值域。
1)f (x)=2sin2x, x∈[,2)f (x)=+arccos2x.
解:(1) x∈[,2x∈[,2x2≤y≤2
由y=2sin2x, 得sin2x=, sin(2x-π)sin2x=-,2x-π=arcsin(-)x=-arcsin, ∴f -1(x)=-arcsin, -2≤x≤2, y∈[,
2) f (x)=+arccos2x, x∈[-y∈[,arccos2x=y-, 2x=cos(y-),x=cos(y-)=siny,f -1(x)=sinx , x∈[,y∈[-
例五.求下列函数的定义域和值域:
1) y=arccos; (2) y=arcsin(-x2+x); 3) y=arcctg(2x-1),解:(1) y=arccos, 0<≤1, ∴x≥1, y∈[0, )
2) y=arcsin(-x2+x), 1≤-x2+x≤1, ∴x≤,
由于-x2+1=-(x-)2+, 1≤-x2+x≤, y≤arcsin.
3) y=arcctg(2x-1), 由于2x-1>-1, ∴0< arcctg(2x-1)<,x∈r, y∈(0, )
例六.求下列函数的值域:
1) y=arccos(sinx), x∈(-2) y=arcsinx+arctgx.
解:(1) ∵xsinx∈(-1], y∈[0, )
2) ∵y=arcsinx+arctgx., x∈[-1, 1], 且arcsinx与arctgx都是增函数,
-≤arcsinx≤, arctgx≤, y∈[-
例七.判断下列函数的奇偶性:
1) f (x)=xarcsin(sinx); 2) f (x)=-arcctgx.
解:(1) f (x)的定义域是r, f (-x)=(x)arcsin[sin(-x)]=xarcsin(sinx)=f (x),
∴ f (x)是偶函数;
2) f (x)的定义域是r,
f (-x)=-arcctg(-x)=-arcctgx)=arcctgx-=-f (-x), f (x)是奇函数。
例八.作函数y=arcsin(sinx), x∈[-的图象。
解:y=arcsin(sinx), x得, 图象略。
例九.比较arcsin, arctg, arccos(-)的大小。
解:arcsin<, arctg<, arccos(-)arccos(-)最大,设arcsin=α,sinα=,设arctg=β,tgβ=,sinβ=∴arctg< arcsin< arccos(-)例十.解不等式:(1) arcsinx.
解:(1) x∈[-1, 1], 当x=时, arcsinx=arccosx, 又arcsinx是增函数,arccosx是减函数, 当x∈[-1, )时, arcsinx(2) ∵arccosx=-arcsinx, ∴原式化简得4arcsinx>, arcsinx>=arcsin,
arcsinx是增函数, ∴二.基础知识自测题:
1.函数y=arcsinx的定义域是 [-1, 1] ,值域是。
2.函数y=arccosx的定义域是 [-1, 1] ,值域是 [0, π
3.函数y=arctgx的定义域是 r ,值域是。
4.函数y=arcctgx的定义域是 r ,值域是 (0, π
5.arcsin(-)arccos(-)arctg(-1)=;arcctg(-)
6.sin(arccos)=;ctg[arcsin(-)tg(arctg)=;cos(arcctg)=.
7.若cosx=-,x∈(,则x=.
8.若sinx=-,x∈(-0),则x=.
9.若3ctgx+1=0, x∈(0, π则x=.
三.基本技能训练题:
1.下列关系式总成立的是(b)。
a)π-arccosx>0 (b)π-arcctgx>0 (c)arcsinx-≥0 (d)arctgx->0
2.定义在(-∞上的减函数是(d)。
a)y=arcsinx (b)y=arccosx (c)y=arctgx (d)y=arcctgx
3.不等式arcsinx>-的解集是。 4.不等式arccosx>的解集是。
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