Identidades trigonométricas inversas: En matemáticas, las funciones trigonométricas inversas también se conocen como funciones arcus o funciones antitrigonométricas. Las funciones trigonométricas inversas son funciones inversas de funciones trigonométricas básicas, es decir, seno, coseno, tangente, cosecante, secante y cotangente. Se utiliza para encontrar los ángulos con cualquier razón trigonométrica. Las funciones trigonométricas inversas se utilizan generalmente en campos como la geometría, la ingeniería, etc. Las representaciones de las funciones trigonométricas inversas son:
Si a = f(b), entonces la función inversa es
segundo = f-1(a)
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Ejemplos de funciones trigonométricas inversas inversas son sen-1x, cos-1x, tan-1x, etc.
Tabla de contenidos
- Dominio y rango de identidades trigonométricas inversas
- Propiedades de las funciones trigonométricas inversas
- Identidades de la función trigonométrica inversa
- Problemas de muestra sobre identidades trigonométricas inversas
- Problemas de práctica sobre identidades trigonométricas inversas
Dominio y rango de identidades trigonométricas inversas
La siguiente tabla muestra algunas funciones trigonométricas con su dominio y rango.
Función | Dominio | Rango |
y = sin-1X | [-1, 1] | [-p/2, p/2] |
y = cos-1X | [-1, 1] | [0,p] |
y = cosec-1X | R – (-1,1 ) | [-π/2,π/2] – {0} |
y = sec-1X | R – (-1, 1) | [0, π] – {π/2} |
y = tan-1X | R | (-p/2, p/2) |
y = cot-1X | R | (0,p) |
Propiedades de las funciones trigonométricas inversas
Las siguientes son las propiedades de las funciones trigonométricas inversas:
Propiedad 1:
- sin-1(1/x) = cosec-1x, para x ≥ 1 o x ≤ -1
- porque-1(1/x) = segundo-1x, para x ≥ 1 o x ≤ -1
- tan-1(1/x) = cuna-1x, para x> 0
Propiedad 2:
- sin-1(-x) = -sin-1x, para x ∈ [-1, 1]
- tan-1(-x) = -tan-1x, para x ∈ R
- cosec-1(-x) = -cosec-1x, para |x| ≥ 1
Propiedad 3
- porque-1(-x) = π – cos-1x, para x ∈ [-1, 1]
- segundo-1(-x) = π – segundo-1x, para |x| ≥ 1
- cuna-1(-x) = π – cuna-1x, para x ∈ R
Propiedad 4
- sin-1x + cos-1x = π/2, para x ∈ [-1,1]
- tan-1x + cuna-1x = π/2, para x ∈ R
- cosec-1x + segundos-1x = π/2 , para |x| ≥ 1
Propiedad 5
- tan-1x + tan-1y = tan-1( x + y )/(1 – xy), para xy <1
- tan-1x – tan-1y = tan-1(x – y)/(1 + xy), para xy> -1
- tan-1x + tan-1y = π + tan-1(x + y)/(1 – xy), para xy>1; x,y>0
Propiedad 6
- 2bronceado-1x = sin-1(2x)/(1 + x2), para |x| ≤ 1
- 2bronceado-1x = cos-1(1-x2)/(1 + x2), para x ≥ 0
- 2bronceado-1x = tan-1(2x)/(1-x)2), para 1
Identidades de la función trigonométrica inversa
Las siguientes son las identidades de funciones trigonométricas inversas:
- sin-1(sen x) = x siempre -π/2 ≤ x ≤ π/2
- porque-1(cos x) = x siempre que 0 ≤ x ≤ π
- tan-1(tan x) = x proporcionado -π/2
- sin(sin-1x) = x proporcionado -1 ≤ x ≤ 1
- cos(cos-1x) = x proporcionado -1 ≤ x ≤ 1
- tan(tan-1x) = x proporcionado x ∈ R
- cosec(cosec-1x) = x proporcionado -1 ≤ x ≤ ∞ o -∞
- seg(seg-1x) = x siempre que 1 ≤ x ≤ ∞ o -∞
- cuna(cuna-1x) = x proporcionado -∞
sin^{-1}(frac{2x}{1 + x^2}) = 2 tan^{-1}x cos^{-1}(frac{1 – x^2}{1 + x^2}) = 2 tan^{-1}x tan^{-1}(frac{2x}{1 – x^2}) = 2 tan^{-1}x - 2cos-1x = cos-1(2x2– 1)
- 2pecado-1x = sin-12x√(1 – x2)
- 3pecado-1x = sin-1(3x – 4x3)
- 3cos-1x = cos-1(4x3– 3x)
- 3bronceado-1x = tan-1((3x-x3/1 – 3x2))
- sin-1x + sin-1y = sin-1{ x√(1 – y2) + y√(1 – x2)}
- sin-1x – sin-1y = sin-1{ x√(1 – y2) – y√(1 – x2)}
- porque-1x + cos-1y = cos-1[xy – √{(1 – x2)(1 – y2)}]
- porque-1x – cos-1y = cos-1[xy + √{(1 – x2)(1 – y2)}
- tan-1x + tan-1y = tan-1(x + y/1 – xy)
- tan-1x – tan-1y = tan-1(x – y/1 + xy)
- tan-1x + tan-1y +tan-1z = tan-1(x + y + z – xyz)/(1 – xy – yz – zx)
La gente también ve:
- Trigonometría en Matemáticas | Tabla, Fórmulas, Identidades
- Lista de todas las identidades trigonométricas
- Funciones trigonométricas inversas
- Gráficas de funciones trigonométricas inversas
Problemas de muestra sobre identidades trigonométricas inversas
Question 1: Prove sin -1 x = segundos -1 1/√(1-x 2 )
Solución:
Let sin-1x = y
⇒ sin y = x , (since sin y = perpendicular/hypotenuse ⇒ cos y = √(1- perpendicular2)/hipotenusa )
⇒ cos y = √(1 – x2), aquí hipotenusa = 1
⇒ sec y = 1/cos y
⇒ sec y = 1/√(1 – x2)
⇒ y = sec-11/√(1 – x2)
⇒ sin-1x = segundos-11/√(1 – x2)
Por tanto, demostrado.
Question 2: Prove tan -1 x = cosec -1 √(1 + x 2 )/X
Solución:
Let tan-1x = y
⇒ tan y = x , perpendicular = x and base = 1
⇒ sin y = x/√(x2+ 1), (ya que hipotenusa = √(perpendicular2+ base2) )
⇒ cosec y = 1/sin y
⇒ cosec y = √(x2+ 1)/x
⇒ y = cosec-1√(x2+ 1)/x
⇒ tan-1x = cosec-1√(x2+ 1)/x
Por tanto, demostrado.
Question 3: Evaluate tan(cos -1 X)
Solución:
vamos porque-1x = y
⇒ cos y = x , base = x e hipotenusa = 1 por lo tanto sen y = √(1 – x2)/1
⇒ tan y = sin y/ cos y
⇒ tan y = √(1 – x2)/X
⇒ y = tan-1√(1 – x2)/X
⇒ porque-1x = tan-1√(1 – x2)/X
Por lo tanto, tan(cos-1x) = tan(tan-1√(1 – x2)/x ) = √(1 – x2)/X.
Question 4: tan -1 √(sin x) + cot -1 √(sin x) = y. Find cos y.
Solución:
Sabemos que el bronceado-1x + cuna-1x = /2 por lo tanto, comparando esta identidad con la ecuación dada en la pregunta obtenemos y = π/2
Thus, cos y = cos π/2 = 0.
Question 5: tan -1 (1 – x)/(1 + x) = (1/2)tan -1 x, x> 0. Resuelva para x.
Solución:
tan-1(1 – x)/(1 + x) = (1/2)tan-1X
⇒ 2bronceado-1(1 – x)/(1 + x) = tan-1x…(1)
Lo sabemos, 2tan-1x = tan-12x/(1-x2).
Por lo tanto, el LHS de la ecuación (1) se puede escribir como
tan-1[ { 2(1 – x)/(1 + x)}/{ 1 – [(1 – x)(1 + x)]2}]
= tan-1[ {2(1 – x)(1 + x)} / { (1 + x)2– (1 – x)2}]
= tan-1[2(1-x)2)/(4x)]
= tan-1(1-x2)/(2x)
Dado que LHS = RHS, por lo tanto
tan-1(1-x2)/(2x) = bronceado-1X
⇒ (1 – x2)/2x = x
⇒ 1-x2= 2x2
⇒ 3x2= 1
⇒ x = ± 1/√3
Dado que x debe ser mayor que 0, x = 1/√3 es la respuesta aceptable.
Question 6: Prove tan -1 √x = (1/2)cos -1 (1 – x)/(1 + x)
Solución:
Let tan-1√x = y
⇒ tan y = √x
⇒ tan2y = x
Por lo tanto,
RHS = (1/2)cos-1( 1- tan2y)/(1 + tan2y)
= (1/2)cos-1(porque2y – sin2y)/(cos2y + sin2y)
= (1/2)cos-1(porque2y – sin2y)
= (1/2)cos-1(porque 2 años)
= (1/2)(2y)
= y
= tan-1√x
= lado izquierdo
Por tanto, demostrado.
Question 7: tan -1 (2x)/(1-x) 2 ) + cuna -1 (1-x 2 )/(2x) = π/2, -1
Soluciones:
tan-1(2x)/(1-x)2) + cuna-1(1-x2)/(2x) = π/2
⇒ tan-1(2x)/(1-x)2) + tan-1(2x)/(1-x)2) = π/2
⇒ 2bronceado-1(2x)/(1-x)2) = ∏/2
⇒ tan-1(2x)/(1-x)2) = ∏/4
⇒ (2x)/(1 – x2) = tan ∏/4
⇒ (2x)/(1 – x2) = 1
⇒ 2x = 1-x2
⇒x2+ 2x -1 = 0
⇒ x = [-2 ± √(22– 4(1)(-1))] / 2
⇒ x = [-2 ± √8] / 2
⇒ x = -1 ± √2
⇒ x = -1 + √2 o x = -1 – √2
Pero de acuerdo con la pregunta x ∈ (-1, 1), por lo tanto, para la ecuación dada el conjunto solución es x ∈ ∅.
Question 8: tan -1 1/(1 + 1.2) + tan -1 1/(1 + 2.3) + … + tan -1 1/(1 + n(n + 1)) = tan -1 X. Solución para x.
Solución:
tan-11/(1 + 1.2) + tan-11/(1 + 2.3) + … + tan-11/(1 + n(n + 1)) = tan-1X
⇒ tan-1(2 – 1)/(1 + 1.2) + tan-1(3 – 2)/(1 + 2.3) + … + tan-1(n + 1 – n)/(1 + n(n + 1)) = tan-1X
⇒ (tan-12 – tan-11) + (tan-13 – tan-12) + … + (tan-1(n + 1) – tan-1n) = tan-1X
⇒ tan-1(n + 1) – tan-11 = tan-1X
⇒ tan-1n/(1 + (n + 1).1) = tan-1X
⇒ tan-1n/(n + 2) = tan-1X
⇒ x = norte/(norte + 2)
Pregunta 9: Si 2tan -1 (sin x) = tan -1 (2 segundos x) luego resuelve para x.
Solución:
2bronceado-1(sin x) = tan-1(2 segundos x)
⇒ tan-1(2sin x)/(1 – sin2x) = tan-1(2/cos x)
⇒ (2sin x)/(1 – sin2x) = 2/cos x
⇒ sin x/cos2x = 1/cos x
⇒ sin x cos x = cos2X
⇒ sin x cos x – cos2x = 0
⇒ cos x(sin x – cos x) = 0
⇒ cos x = 0 or sin x – cos x = 0
⇒ cos x = cos π/2 or tan x = tan π/4
⇒ x = π/2 o x = π/4
Pero en x = π/2 la ecuación dada no existe, por lo tanto x = π/4 es la única solución.
Pregunta 10: Demuestre esa cuna -1 [ {√(1 + sin x) + √(1 – sin x)}/{√(1 + sin x) – √(1 – sin x)}] = x/2, x ∈ (0, π/4)
Solución:
Sea x = 2y por lo tanto
LHS = cuna-1[{√(1+sen 2y) + √(1-sen 2y)}/{√(1+sen 2y) – √(1-sen 2y)}]
= cuna-1[{√(porque2y + sin2y + 2sin y cos y) + √(cos2y + sin2y – 2sin y cos y)}/{√(cos2y + sin2y + 2sin y cos y) – √(cos2y + sin2y – 2sin y cos y)} ]
= cuna-1[{√(cos y + sin y)2+ √(cos y – sin y)2} / {√(cos y + sin y)2– √(cos y – sin y)2}]
= cuna-1[( cos y + sin y + cos y – sin y )/(cos y + sin y – cos y + sin y)]
= cuna-1(2cos y)/(2sin y)
= cuna-1(cot y)
= y
=x/2.
Problemas de práctica sobre identidades trigonométricas inversas
Problema 1: Resuelva x en la ecuación sin -1 (x) + cos -1 (x) = π/2
Problema 2: Demuestra que el bronceado -1 (1) + tan -1 (2) + tan -1 (3) = p
Problem 3: Evaluate cos(sin -1 (0.5))
Problema 4: si se broncea -1 (x) + tan -1 (2x) = π/4, luego encuentre x
Preguntas frecuentes sobre identidades trigonométricas inversas
¿Qué son las funciones trigonométricas inversas?
Las funciones trigonométricas inversas son funciones inversas de las funciones trigonométricas básicas (seno, coseno, tangente, cosecante, secante y cotangente). Se utilizan para encontrar los ángulos correspondientes a razones trigonométricas dadas.
¿Por qué son importantes las funciones trigonométricas inversas?
Las funciones trigonométricas inversas son esenciales en diversos campos como la geometría, la ingeniería y la física porque ayudan a determinar ángulos a partir de razones trigonométricas, lo cual es crucial para resolver muchos problemas prácticos.
¿Cuáles son los dominios y rangos de funciones trigonométricas inversas?
Cada función trigonométrica inversa tiene dominios y rangos específicos:
s en -1 (x): Dominio [-1, 1] y Rango [- π/2, π/2]
porque -1 (x): Dominio [-1, 1] y Rango [0, π]
tan -1 (x): Dominio R y Rango (- π/2, π/2)
¿Se pueden utilizar funciones trigonométricas inversas en cálculo?
Sí, las funciones trigonométricas inversas se utilizan con frecuencia en cálculo para integración y diferenciación. Son particularmente útiles para integrar funciones que involucran expresiones trigonométricas.