【arcsinx的微分是什么】在微积分中,函数 $ y = \arcsin x $ 是正弦函数 $ y = \sin x $ 在区间 $ [-\frac{\pi}{2}, \frac{\pi}{2}] $ 上的反函数。求 $ \arcsin x $ 的微分是学习导数过程中常见且重要的内容。
为了更清晰地理解 $ \arcsin x $ 的微分,我们可以通过数学推导得出其导数,并通过表格形式进行总结,便于记忆和应用。
一、导数推导过程
设:
$$
y = \arcsin x
$$
根据反函数的定义,有:
$$
x = \sin y
$$
对两边关于 $ x $ 求导:
$$
\frac{d}{dx} x = \frac{d}{dx} \sin y
$$
左边为 1,右边用链式法则:
$$
1 = \cos y \cdot \frac{dy}{dx}
$$
解出 $ \frac{dy}{dx} $:
$$
\frac{dy}{dx} = \frac{1}{\cos y}
$$
由于 $ x = \sin y $,利用三角恒等式 $ \cos^2 y + \sin^2 y = 1 $,可得:
$$
\cos y = \sqrt{1 - \sin^2 y} = \sqrt{1 - x^2}
$$
因此:
$$
\frac{d}{dx} (\arcsin x) = \frac{1}{\sqrt{1 - x^2}}
$$
二、总结与表格
函数表达式 | 导数表达式 | 定义域 | 注意事项 |
$ y = \arcsin x $ | $ \frac{dy}{dx} = \frac{1}{\sqrt{1 - x^2}} $ | $ x \in [-1, 1] $ | 导数在定义域内有效,不包括端点;分母不能为零 |
三、注意事项
- $ \arcsin x $ 的导数仅在 $ x \in (-1, 1) $ 区间内存在;
- 在 $ x = \pm1 $ 处,导数不存在(因为分母为零);
- 该导数常用于求解涉及反正弦函数的微分问题,如物理中的运动学或工程中的信号处理等。
通过以上分析,我们可以清楚地知道:
$ \arcsin x $ 的微分是 $ \frac{1}{\sqrt{1 - x^2}} $。这一结果不仅在理论上有重要意义,在实际应用中也具有广泛用途。
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