【arcsinx的微分】在微积分中,函数 $ y = \arcsin x $ 是正弦函数 $ y = \sin x $ 的反函数。它的定义域是 $ [-1, 1] $,值域是 $ \left[-\frac{\pi}{2}, \frac{\pi}{2}\right] $。在实际应用中,我们常常需要求出 $ \arcsin x $ 的导数(即微分),以便进行进一步的计算和分析。
一、arcsinx 的微分公式
设 $ y = \arcsin x $,则根据反函数求导法则,其导数为:
$$
\frac{dy}{dx} = \frac{1}{\sqrt{1 - x^2}}
$$
该公式适用于 $ x \in (-1, 1) $,即 $ \arcsin x $ 的定义域内。
二、总结与表格展示
函数名称 | 表达式 | 定义域 | 导数(微分) |
arcsin x | $ y = \arcsin x $ | $ [-1, 1] $ | $ \frac{1}{\sqrt{1 - x^2}} $ |
三、推导简要说明
1. 设 $ y = \arcsin x $,则 $ x = \sin y $。
2. 对两边对 $ x $ 求导,得:
$$
1 = \cos y \cdot \frac{dy}{dx}
$$
3. 解出 $ \frac{dy}{dx} $:
$$
\frac{dy}{dx} = \frac{1}{\cos y}
$$
4. 利用三角恒等式 $ \cos^2 y + \sin^2 y = 1 $,可得 $ \cos y = \sqrt{1 - \sin^2 y} = \sqrt{1 - x^2} $。
5. 因此,最终结果为:
$$
\frac{dy}{dx} = \frac{1}{\sqrt{1 - x^2}}
$$
四、注意事项
- 导数仅在 $ x \in (-1, 1) $ 时存在;
- 在 $ x = \pm 1 $ 处,导数不存在,因为此时 $ \sqrt{1 - x^2} = 0 $,导致表达式无意义;
- 这个导数常用于积分、物理建模和工程计算中。
通过以上内容,我们可以清晰地了解 $ \arcsin x $ 的微分方法及其数学背景。理解这一过程有助于我们在更复杂的微积分问题中灵活运用。