人教版|反三角函数

前言

三角函数是研究以实数[或者以角为自变量,角与实数之间是一一对应的]为自变量,以函数值为因变量的映射,简单说就是角到实数的映射;反三角函数是研究以实数为自变量,以函数值[或者以角为因变量]为因变量的映射,简单说就是实数到角的映射;同名的三角函数和反三角函数之间是互为反函数的;

正弦与反正弦

(f(x)=arcsin x)的性质列举:

①定义域为([-1,1]);值域为([-cfrac{pi}{2},cfrac{pi}{2}]);

②在([-1,1])上单调递增;③奇函数;④关于点((0,0))对称;

⑤其图像与(y=sin x,xin[-cfrac{pi}{2},cfrac{pi}{2}])的图像关于(y=x)对称;

余弦与反余弦

(g(x)=arccos x)的性质列举:

①定义域为([-1,1]);值域为([0,pi]);

②在([-1,1])上单调递减;③非奇非偶函数;④关于点((0,cfrac{pi}{2}))对称;

⑤其图像与(y=cos x,xin[0,pi])的图像关于(y=x)对称;

正切与反正切

(h(x)=arctan x)的性质列举:

①定义域为((-infty,+infty));值域为((-cfrac{pi}{2},cfrac{pi}{2}));

②在((-infty,+infty))上单调递增;③奇函数;④关于点((0,0))对称;

⑤其图像与(y= an x,xin(-cfrac{pi}{2},cfrac{pi}{2}))的图像关于(y=x)对称;

典例剖析

例1【2020北京人大附中高一试题】(arcsin(sincfrac{2pi}{3}))=_____________.

分析:(arcsin(sincfrac{2pi}{3})=arcsin(cfrac{sqrt{3}}{2})=cfrac{pi}{3})

例2【2020北京人大附中高一试题】(arcsin(-cfrac{1}{2})+arccos(-cfrac{sqrt{3}}{2})+arcsin(-sqrt{3}))

分析:(arcsin(-cfrac{1}{2})+arccos(-cfrac{sqrt{3}}{2})+arcsin(-sqrt{3}))

(=-cfrac{pi}{6}+cfrac{5pi}{6}-cfrac{pi}{3}=cfrac{pi}{3})

例3【2020北京人大附中高一试题】(cfrac{arcsinfrac{sqrt{3}}{2}-arccos(-frac{1}{2})}{arctan(-sqrt{3})})

分析:(cfrac{arcsinfrac{sqrt{3}}{2}-arccos(-frac{1}{2})}{arctan(-sqrt{3})})

(=cfrac{frac{pi}{3}-frac{2pi}{3}}{-frac{pi}{3}}=1)

例4【2020北京人大附中高一试题】已知直线倾斜角( heta)的范围是([0,pi)),当( heta eq cfrac{pi}{2})时,( an heta)等于直线的斜率值;则直线(x+2y+1=0)的倾斜角为【】

$A.arcsin(-cfrac{sqrt{5}}{5})$ $B.arccos(-cfrac{2sqrt{5}}{5})$ $C.arctan(-cfrac{1}{2})$ $D.-arctan(cfrac{1}{2})$

分析:由题可知,直线的斜率(k= an heta=-cfrac{1}{2}),倾斜角为钝角;

引入非零比例因子,可得到(sin heta=m)(cos heta=-2m),由于( hetain [0,pi)),故(m>0)

(m^2+(-2m)^2=1),得到(m=cfrac{sqrt{5}}{5})

故有(sin heta=cfrac{sqrt{5}}{5})(cos heta=-cfrac{2sqrt{5}}{5})( an heta=-cfrac{1}{2})

若用反正弦刻画倾斜角,则( heta=pi-arcsin(cfrac{sqrt{5}}{5})),故(A)错误;

若用反余弦刻画倾斜角,则( heta=arccos(-cfrac{2sqrt{5}}{5})),故(B)正确;

若用反正切刻画倾斜角,则( heta=pi-arctan(cfrac{1}{2})),故(C)(D)错误;

解后反思:①由于(f(x)=arcsin x)为奇函数,故(arcsin(-cfrac{sqrt{5}}{5})=-arcsin(cfrac{sqrt{5}}{5}))为负角;

由于(f(x)=arctan x)为奇函数,故(arctan(-cfrac{1}{2})=-arctan(cfrac{1}{2}))为负角;

(arctan(-cfrac{1}{2})=-arctan(cfrac{1}{2})),但是(arctan(-cfrac{1}{2}) eq pi-arctan(cfrac{1}{2}))

例4【2020北京人大附中高一向量部分选做题】求证:在区间((0,cfrac{pi}{2}))内存在唯一的实数对((c,d))(c,din(0,cfrac{pi}{2})),且(c<d),使得(sin(cos c)=c)(cos(sin d)=d)成立。

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