y arcsin(sinx 影象為什麼是這樣?

時間 2021-06-15 04:22:27

1樓:端木弗貢

首先我們要弄清楚,arcsin 跟sin究竟是什麼關係。

arcsin 雖然也可以寫成 ,然而它實際上只是sin的部分反函式(partial inverse)。因為sin不是雙射函式(bijective),它的x和y不是一一對應的,所以嚴格來講,它沒有完整的反函式——除非我們引入多值函式的概念(乙個x對應多個y值)。

如下圖所示:sin的反函式是多值函式sin(y)=x(沿y軸伸展的灰色波形)。而跟arcsin(深紅)互為反函式的函式則是正弦曲線上深藍色的一段波形—— 。

反函式與函式復合後得出的是恒等函式: 。而恒等函式id就是直線y=x(綠色)。所以在-π/2 到 π/2的定義域內,arcsin(sin(x))就是恒等函式在相應區間內的線段。

Okay,那麼超出這個範圍的部分呢?

我們知道正弦函式有sin(x) = sin(x+2πn)(n為整數)的特性。那麼在 那些區間裡,也就會重複出現與y=x斜率相同的線段,只不過向左或向又平移了2πn的距離。

而在[π/2,3π/2]區間內,你會發現這一段sin的波形是跟在[-π/2, π/2]區間內的sin(-x)一致的(見下圖)。

arcsin當然不是sin(-x)的反函式,故而arcsin(sin(-x))得出來的就不是恒等直線。好在sin 和arcsin都是奇函式。sin(-x) = -sin(x), arcsin(-x) = -arcsin(x), 可知 arcsin(sin(-x))= -arcsin(sin(x)).

也就是說,如果是在[-π/2,π/2]區間內,arcsin(sin(-x))得出來的剛好是y=-x。回到arcsin(sin(x)),那就是區間向右平移了π。也就是說在所有[π/2+2πn,3π/2+2πn]的區間上,arcsin(sin(x))的線形都是與y=-x斜率相同的向下的斜線段。

2樓:Grassnature

我來寫乙個不怎麼含公式推導的文字說明。

顯然f=arcsinx和g=sinx互為反函式。把乙個函式和其反函式巢狀得到的函式,其影象本質就是y=x的變體。比如y=2x和x=1/2y互為反函式,得y=f(g(x))=2(x/2)=x。

而三角函式比較特殊就在它是週期性的。注意在取sinx的反函式arcsinx的時候,限定了arcsinx的定義域為sinx的值域[-1,1],同時一般取arcsinx的值域為sinx的某個半週期如[-π/2,π/2]。

當x在區間[-π/2,π/2]時易得影象就是y=x。而sinx具有對稱性和週期性,由此即推出y=arcsin(sinx)也具有同樣的對稱性和週期性,將函式影象對稱,複製貼上,即可。

如果我把arcsinx的值域改一下,比如改成[π/2,3π/2],函式影象整個也會變了。

3樓:PHOBIA

顯然,關於x是週期函式且2Pi是乙個週期。

arcsin的定義域是[-1,1]且值域為[-Pi/2,Pi/2],是sin限制在定義域[-Pi/2,Pi/2]的反函式,故x在[-Pi/2,Pi/2]上時y=x。

4樓:wydi

,所以我們只考慮乙個週期內的。

奇函式,所以考慮

在 裡,

在 時我們利用誘導公式。

把 x 換到 即得

或者,直接利用結論:滿足奇偶性,週期性,一定有對稱軸。

又因為內部的 ,對稱軸就是 的.作出 延拓即可.

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