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數學公式

數學公式: 反三角函數計算機
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  1. Radians to degrees

    Radians to degrees: 反三角函數計算機

    Convert the radian result to degrees when degree output is selected.

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結果

Angle = arcsin(0.5)
30
deg
運算式 arcsin(0.5)
x 的有效定義域 x in [-1, 1]
主值值域 [-90 deg, 90 deg]

這個計算機能做什麼

反三角函數計算機會幫你找出「正弦、餘弦、正切、餘切、正割或餘割」等於某個指定數值時所對應的角度。你只要從六種反函數(arcsin、arccos、arctan、arccot、arcsec、arccsc)中選一個,輸入引數 \(x\),再決定要以「度」還是「弧度」呈現答案即可。本工具還會列出有效的輸入定義域與主值(principal value)值域,讓你清楚知道目前用的是函數的哪一個分支。

直角三角形顯示角 theta 及其對邊、鄰邊和斜邊,說明反三角函數從比值傳回角度
反三角函數接收邊長之比,傳回角度 θ。

使用方式

1. 從下拉選單選擇要計算的反函數。2. 輸入 \(x\) 的數值。3. 選擇結果的角度單位(度或弧度)。計算機會算出角度,並顯示運算式、\(x\) 的定義域以及輸出值域。若 \(x\) 落在該函數的定義域之外,系統會回傳清楚的提示訊息,而不是給出無效的數字。

公式說明

所有數值都會先以弧度在內部運算(使用標準函式庫的函數),必要時再以係數 \(180/\pi\) 換算為度。針對反餘切(arccot),我們採用連續慣例 $$\theta = \frac{\pi}{2} - \arctan(x)$$ 使值域為 \((0, \pi)\),並避免在 \(x = 0\) 時發生除以零的問題。反正割與反餘割則使用倒數恆等式 $$\operatorname{arcsec}(x) = \arccos\frac{1}{x}, \quad \operatorname{arccsc}(x) = \arcsin\frac{1}{x}$$ 只有在 \(|x| \ge 1\) 時才成立。

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單位圓以高亮弧線顯示 arcsin、arccos 和 arctan 的主值範圍
單位圓上的主值範圍:arcsin 和 arctan 跨越右半部分,arccos 跨越上半部分。

實際範例

以「度」計算 \(\arcsin(0.5)\):$$\arcsin(0.5) = 0.5235987756 \text{ 弧度}, \quad 0.5235987756 \times \frac{180}{\pi} = 30^\circ$$ 以「弧度」計算 \(\arctan(1)\),答案為 \(\frac{\pi}{4} \approx 0.7853981634\) 弧度(即 \(45^\circ\))。至於 \(\operatorname{arccot}(-1)\),依照 \((0, \pi)\) 慣例:$$\frac{\pi}{2} - \arctan(-1) = 135^\circ$$

常見問答

為什麼 \(\arcsin(2)\) 沒有定義?正弦值永遠不會超過 1,因此 arcsin 與 arccos 只接受介於 \(-1\) 到 \(1\) 之間的 \(x\)。

為什麼 \(\operatorname{arccot}(-1)\) 得到 \(135^\circ\) 而不是 \(-45^\circ\)?本計算機採用 \((0, \pi)\) 的值域慣例,這能讓 arccot 在所有實數上保持連續。

什麼是主值(principal value)?反三角函數是多值函數,因此每個函數都只回傳一個標準分支(即主值),並顯示在值域那一列。

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