Beziehungen zwischen Arkusfunktionen

Satz 5316E

  1. arcsinx=arcsin(x)=π2arccosx\arcsin x=-\arcsin(-x)= \dfrac \pi 2 -\arccos x arccosx=πarccos(x)=π2arcsinx\arccos x=\pi-\arccos(-x)=\dfrac \pi 2 -\arcsin x
  2. sinarccosx=cosarcsinx=1x2\sin\arccos x=\cos\arcsin x=\sqrt{1-x^2}
  3. arctanx=arcsinx1+x2\arctan x= \arcsin\dfrac x {\sqrt{ 1+ x^2}} arccotx=arccosx1+x2\arccot x= \arccos\dfrac x {\sqrt{ 1+ x^2}}

Beweis

i. entnimmt man direkt der Definition als Umkehrfunktion.
ii. sinarccosx=sin(π2arcsinx)\sin\arccos x=\sin(\dfrac \pi 2 -\arcsin x) (nach i.)
=sinπ2(cosarcsinx)cosπ2(sinarcsinx)=\sin\dfrac \pi 2 (\cos\arcsin x) - \cos\dfrac \pi 2 (\sin\arcsin x) (Satz 5220A)
=cosarcsinx=\cos\arcsin x
Jetzt benutzen wir Satz 5220B und erhalten:
cosarcsinx=1(sinarcsinx)2=1x2\cos\arcsin x=\sqrt{1-(\sin\arcsin x)^2}=\sqrt{1-x^2}
iii. tanarcsinx1+x2\tan\arcsin \dfrac x {\sqrt{1+x^2}} =sinarcsinx1+x2cosarcsinx1+x2=\dfrac{\sin\arcsin \dfrac x{\sqrt{1+x^2}}}{\cos\arcsin \dfrac x {\sqrt{1+x^2}}}
=x1+x21(x1+x2)2=\dfrac{\dfrac x {\sqrt{1+x^2}}}{\sqrt{1- {\braceNT{\dfrac x {\sqrt{1+x^2}}}}^2}} (mit ii.)
=x1+x21x21+x2=\dfrac{x}{\sqrt{1+x^2} {\sqrt{1- {{\dfrac {x^2} {1+x^2}}}}}} =x1+x2x2=x=\dfrac{x}{\sqrt{ 1+x^2 -x^2}}=x
Die Beziehung für Arkuskotangens ergibt sich analog. \qed
 
 

Alles, was lediglich wahrscheinlich ist, ist wahrscheinlich falsch.

Rene Descartes

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