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数学公式

数学公式: 反三角函数计算器
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  1. Radians to degrees

    Radians to degrees: 反三角函数计算器

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

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结果

Angle = arcsin(0.5)
30
deg
表达式 arcsin(0.5)
x 的有效定义域 x in [-1, 1]
主值值域 [-90 deg, 90 deg]

这款计算器能做什么

反三角函数计算器可以根据你输入的数值,反推出对应的角度——也就是哪一个角的正弦、余弦、正切、余切、正割或余割等于该值。你只需从六种反函数(arcsin、arccos、arctan、arccot、arcsec、arccsc)中选择一个,填入自变量 \(x\),再决定结果用角度还是弧度表示即可。工具还会同时给出有效的输入定义域和主值值域,让你清楚知道当前用的是函数的哪一个分支。

直角三角形显示角 theta 及其对边、邻边和斜边,说明反三角函数从比值返回角度
反三角函数接收边长之比,返回角度 \(\theta\)。

使用步骤

1. 在下拉菜单中选择所需的反三角函数。2. 输入 \(x\) 的数值。3. 选择结果单位(角度或弧度)。计算器会算出对应的角度,并显示表达式、\(x\) 的定义域以及输出值域。如果 \(x\) 超出了该函数的定义域,工具会给出清晰的提示,而不是返回一个无效的数字。

公式解析

所有数值在内部都先用标准库函数以弧度计算,需要时再乘以系数 \(180/\pi\) 转换为角度。基本关系为:

$$\theta = f^{-1}(x), \quad \theta_{\deg} = \theta_{\mathrm{rad}} \times \frac{180}{\pi}$$

对于反余切,我们采用连续约定 \(\theta = \pi/2 - \arctan(x)\),使其值域为 \((0, \pi)\),并能避免在 \(x = 0\) 处出现除零问题。反正割和反余割则借助倒数恒等式:\(\operatorname{arcsec}(x) = \arccos(1/x)\),\(\operatorname{arccsc}(x) = \arcsin(1/x)\),二者仅在 \(|x| \ge 1\) 时成立。

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单位圆以高亮弧线显示 arcsin、arccos 和 arctan 的主值范围
单位圆上的主值范围:arcsin 和 arctan 跨越右半部分,arccos 跨越上半部分。

实例演算

以角度计算 \(\arcsin(0.5)\):

$$\arcsin(0.5) = 0.5235987756 \text{ 弧度}$$

再乘以 \(180/\pi\) 得

$$0.5235987756 \times \frac{180}{\pi} = 30^\circ$$

以弧度计算 \(\arctan(1)\),结果为 \(\pi/4 \approx 0.7853981634\) 弧度(即 \(45^\circ\))。对于 \(\operatorname{arccot}(-1)\),按 \((0, \pi)\) 约定计算:

$$\frac{\pi}{2} - \arctan(-1) = 135^\circ$$

常见问题

为什么 \(\arcsin(2)\) 没有定义?正弦值永远不会超过 1,因此 arcsin 和 arccos 只接受介于 \(-1\) 到 \(1\) 之间的 \(x\)。

为什么 \(\operatorname{arccot}(-1)\) 得到 \(135^\circ\) 而不是 \(-45^\circ\)?本计算器采用 \((0, \pi)\) 的值域约定,这样 arccot 在整个实数范围内都保持连续。

什么是主值?反三角函数是多值函数,因此每次都只返回一个标准分支(即主值),并在值域那一行中显示。

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