证明arcsinx+arccosx=π/2,并且为什么arcsinx-arccosx=π/2不成立
为了弄清原因,我们结合反三角函数的定义域、值域和图像来进行分析。但我们说这样不成立,为什么?那如何推出正确的结论呢?因此在上述推导过程中,
下面我们先直接用代数式来证明一下:设y1=arcsinx,y2=arccosx,求y1+y2由于x=siny1=cosy2,而cosy2=sin(y2+π2)那么就得到y1=y2+π2,即y1−y2=π2但我们说这样不成立,为什么? 为了弄清原因,我们结合反三角函数的定义域、值域和图像来进行分析如下图所示。实际上arcsinx只取sinx在[−π2,π2]的那一段图像做关于y=x的对称而arccosx只取cosx在[0,π]的那一段图像做关于y=x的对称因此在上述推导过程中,y1的范围是[−π2,π2],y2的范围是[0,π] sin(y2+π2)的范围是[π2,3π2]不属于[−π2,π2]的范围因此sin(y2+π2)不成立 那如何推出正确的结论呢?由于cosx是偶函数,因此cosy2=cos(−y2)=sin(−y2+π2)sin(−y2+π2)的范围是[−π2,π2],因此成立最终有x=siny1=cosy2=cos(−y2)=sin(−y2+π2)因此y1=−y2+π2,即y1+y2=π2即arcsinx+arccosx≡π2 下面我们先直接用代数式来证明一下: \\ 设y_1=\arcsin x,y_2=\arccos x,求y_1+y_2 \\ 由于x=\sin y_1=\cos y_2,而\cos y_2=\sin(y_2+\frac{\pi}{2}) \\ 那么就得到y_1=y_2+\frac{\pi}{2},即y_1-y_2=\frac{\pi}{2} \\ 但我们说这样不成立,为什么?\\ \,\\ 为了弄清原因,我们结合反三角函数的定义域、值域和图像来进行分析 \\ 如下图所示。\\ 实际上\arcsin x只取\sin x在[-\frac{\pi}{2},\frac{\pi}{2}]的那一段图像做关于y=x的对称 \\ 而\arccos x只取\cos x在[0,\pi]的那一段图像做关于y=x的对称 \\ 因此在上述推导过程中,y_1的范围是[-\frac{\pi}{2},\frac{\pi}{2}],y_2的范围是[0,\pi] \\ \,\\ \sin(y_2+\frac{\pi}{2})的范围是[\frac{\pi}{2},\frac{3\pi}{2}]不属于[-\frac{\pi}{2},\frac{\pi}{2}]的范围 \\ 因此\sin(y_2+\frac{\pi}{2})不成立 \\ \,\\ 那如何推出正确的结论呢?\\ 由于\cos x是偶函数,因此\cos y_2=\cos(-y_2)=\sin(-y_2+\frac{\pi}{2}) \\ \sin(-y_2+\frac{\pi}{2})的范围是[-\frac{\pi}{2},\frac{\pi}{2}],因此成立 \\ 最终有x=\sin y_1=\cos y_2=\cos(-y_2)=\sin(-y_2+\frac{\pi}{2}) \\ 因此y_1=-y_2+\frac{\pi}{2},即y_1+y_2=\frac{\pi}{2} \\ 即\arcsin x+\arccos x\equiv\frac{\pi}{2} 下面我们先直接用代数式来证明一下:设y1=arcsinx,y2=arccosx,求y1+y2由于x=siny1=cosy2,而cosy2=sin(y2+2π)那么就得到y1=y2+2π,即y1−y2=2π但我们说这样不成立,为什么?为了弄清原因,我们结合反三角函数的定义域、值域和图像来进行分析如下图所示。实际上arcsinx只取sinx在[−2π,2π]的那一段图像做关于y=x的对称而arccosx只取cosx在[0,π]的那一段图像做关于y=x的对称因此在上述推导过程中,y1的范围是[−2π,2π],y2的范围是[0,π]sin(y2+2π)的范围是[2π,23π]不属于[−2π,2π]的范围因此sin(y2+2π)不成立那如何推出正确的结论呢?由于cosx是偶函数,因此cosy2=cos(−y2)=sin(−y2+2π)sin(−y2+2π)的范围是[−2π,2π],因此成立最终有x=siny1=cosy2=cos(−y2)=sin(−y2+2π)因此y1=−y2+2π,即y1+y2=2π即arcsinx+arccosx≡2π
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