关于反三角函数的结果的推导过程

键入三角函数的时候突然看到反三角函数的推导,觉得很有意思,因为之前记得时候只记了公式,而看到推导用了高数后面学的隐函数的运用,所以这里我也当作是记录一下:

对于反三角函数arcsin⁡x\arcsin x的导数,我们可以通过反函数x=sin⁡(y)x=\sin (y)进行隐函数求导得到:

令y=arcsin⁡x⟹x=sin⁡(y)y∈[−π2,π2]令\\\\y=\arcsin x \\\Longrightarrow x= \sin (y)\\\\y\in \left [ -\frac{\pi }{2},\frac{\pi }{2} \right ]

x′=(sin(y))′x’=(sin(y))’

注意这里是对x求导,因此得用成复合函数求导来做

1=cos⁡ydydx1=\cos y\frac{\mathrm{d} y}{\mathrm{d} x}

dydx=y′=1cos⁡(y)\frac{\mathrm{d} y}{\mathrm{d} x} =y’=\frac{1}{\cos (y)}

实际上,因为y∈[−π2,π2],此时有cos⁡(y)=1−sin2⁡(y)实际上,因为y\in \left [ -\frac{\pi }{2},\frac{\pi }{2} \right ] ,此时有\cos (y)=\sqrt{1-\sin^{2}(y) }

∴y′=cos⁡(y)=11−sin2⁡(y)=11−x2\therefore \\y’=\cos (y)=\frac{1}{\sqrt{1-\sin^{2}(y) }}=\frac{1}{\sqrt{1-x^{2}}}

综上,可知(arcsin⁡x)′=11−x2综上,可知(\arcsin x)’=\frac{1}{\sqrt{1-x^{2}}}

同样的,对于arccos⁡x\arccos x的导数也有相同形式的推导过程

令y=arccos⁡x⟹x=cos⁡(y)y∈[−π2,π2]令\\\\y=\arccos x \\\Longrightarrow x= \cos (y)\\\\y\in \left [ -\frac{\pi }{2},\frac{\pi }{2} \right ]

x′=(cos(y))′x’=(cos(y))’

1=−sin⁡ydydx1=\\-\sin y\frac{\mathrm{d} y}{\mathrm{d} x}

dydx=y′=−1sin⁡(y)\frac{\mathrm{d} y}{\mathrm{d} x} =y’=-\frac{1}{\sin (y)}

y∈[−π2,π2],此时有sin⁡(y)=1−cos2⁡(y)y\in \left [ -\frac{\pi }{2},\frac{\pi }{2} \right ] ,此时有\sin (y)=\sqrt{1-\cos^{2}(y) }

∴y′=cos⁡(y)=−11−cos2⁡(y)=−11−x2\therefore \\y’=\cos (y)=\\-\frac{1}{\sqrt{1-\cos^{2}(y) }}\\=\\-\frac{1}{\sqrt{1-x^{2}}}

综上(arccos⁡x)′=−11−x2综上\\(\arccos x)’=\\-\frac{1}{\sqrt{1-x^{2}}}

唯一要注意的是负号

更更更一般的,(arctan⁡x)′(\arctan x)’也运用同样的方法可以求得….

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Source: github.com/k4yt3x/flowerhd
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