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為什麽cos(arcsin(x))=sqrt(1

2021-07-08知識

首先,記 y=f(x)=cos(arcsin(x))

arcsin(x) 的定義域為 x\in[-1,1] ,值域為 [-\frac{\pi}{2},\frac{\pi}{2}]

不妨設參數

t=arcsin(x), t\in{[-\frac{\pi}{2},\frac{\pi}{2}]} (1)

原函式轉化為參數方程式

\begin{cases}x=sin(t)\\y=cos(t)\end{cases},t\in[-\frac{\pi}{2},\frac{\pi}{2}] (2)

於是xy就是圓心為原點,半徑為1的單位圓,弧長為t的弧所對的橫縱座標

有三角恒等式

sin^2(t)+cos^2(t)=1 (3)

化簡得

cos^2(t)=1-sin^2(t) (4)

註意到 t\in{[-\frac{\pi}{2},\frac{\pi}{2}]} , cos(t)\geq 0

對(4)左右兩邊同時開根號得到

cos(arcsin(x))=cos(t)=\sqrt{1-sin^2(t)}=\sqrt{1-x^2} (5)

Q.E.D.

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上面全是廢話

課後習題:

證明以下等式:

1. tan(arcsin(x))=\frac{x}{\sqrt{1-x^2}}, x\in(1,-1)

2. tan(arccos(x))=\frac{\sqrt{1-x^2}}{x},x\in[-1,0)\or(0,1]