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arcsinx的微分

发布时间:2025-12-22 05:45:11来源:

arcsinx的微分】在微积分中,求函数的微分是理解其变化率的重要方法。对于反三角函数 $ \arcsin x $,其微分具有特定的表达式,常用于物理、工程和数学建模等领域。本文将总结 $ \arcsin x $ 的微分公式,并通过表格形式清晰展示相关知识点。

一、基本概念

- 定义域:$ \arcsin x $ 的定义域为 $ [-1, 1] $。

- 值域:$ \arcsin x $ 的值域为 $ [-\frac{\pi}{2}, \frac{\pi}{2}] $。

- 函数性质:$ \arcsin x $ 是单调递增的连续函数,在定义域内可导。

二、微分公式

设 $ y = \arcsin x $,则其微分为:

$$

dy = \frac{1}{\sqrt{1 - x^2}} dx

$$

其中,$ x \in (-1, 1) $,即微分在开区间内有效。

三、推导思路(简要)

已知 $ y = \arcsin x $,两边同时取正弦得:

$$

\sin y = x

$$

对两边关于 $ x $ 求导:

$$

\cos y \cdot \frac{dy}{dx} = 1

$$

解出 $ \frac{dy}{dx} $:

$$

\frac{dy}{dx} = \frac{1}{\cos y}

$$

由于 $ \sin y = x $,利用三角恒等式 $ \cos^2 y + \sin^2 y = 1 $ 得:

$$

\cos y = \sqrt{1 - \sin^2 y} = \sqrt{1 - x^2}

$$

因此,

$$

\frac{dy}{dx} = \frac{1}{\sqrt{1 - x^2}}

$$

四、总结与对比表

内容 说明
函数名称 $ \arcsin x $
定义域 $ [-1, 1] $
值域 $ [-\frac{\pi}{2}, \frac{\pi}{2}] $
微分表达式 $ dy = \frac{1}{\sqrt{1 - x^2}} dx $
可导区间 $ (-1, 1) $(端点不可导)
导数公式 $ \frac{d}{dx} \arcsin x = \frac{1}{\sqrt{1 - x^2}} $
应用领域 物理、工程、信号处理、概率论等

五、注意事项

- 在 $ x = \pm 1 $ 处,$ \arcsin x $ 的导数不存在,因为分母为零。

- 实际应用中需注意定义域限制,避免计算错误。

- 微分结果可用于近似计算或建立微分方程模型。

如需进一步了解其他反三角函数的微分,可参考类似方法进行推导与分析。

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