Кол-во функций:

Как построить график арксеканса и арккосеканса онлайн

Арксеканс и арккосеканс — графики, свойства и формулы функций arcsec(x) и arccsc(x)

Арксеканс (обозначается arcsec(x)) и арккосеканс (обозначается arccsc(x)) — это обратные тригонометрические функции, определённые как обратные к секансу и косекансу соответственно. Они возвращают угол, секанс или косеканс которого равен заданному значению. Основные формулы связи:

$$\text{arcsec}(x) = \arccos\!\left(\frac{1}{x}\right), \quad |x| \geq 1$$

$$\text{arccsc}(x) = \arcsin\!\left(\frac{1}{x}\right), \quad |x| \geq 1$$

Графики этих функций представляют собой кривые, определённые только при значениях аргумента, по модулю не меньших единицы. Обе функции являются монотонными на каждом из двух интервалов своей области определения и имеют горизонтальные асимптоты, к которым приближаются при стремлении аргумента к бесконечности.

Арксеканс — функция arcsec(x)

Арксеканс — это функция, обратная к секансу, ограниченному на промежутке, где он обратим. Для каждого допустимого значения аргумента она возвращает единственный угол из выбранной главной ветви.

Значение переменных в формуле arcsec(x)

$$y = \text{arcsec}(x)$$

ПеременнаяОписание
xАргумент функции — действительное число, удовлетворяющее условию |x| ≥ 1. Это значение секанса некоторого угла.
yЗначение функции — угол (в радианах), секанс которого равен x. Принадлежит промежутку [0, π], за исключением точки π/2.

Область определения арксеканса

Функция arcsec(x) определена только для тех значений x, которые может принимать секанс, то есть значений, по модулю не меньших единицы:

$$D(\text{arcsec}) = (-\infty,\;-1\,] \;\cup\; [\,1,\;+\infty)$$

Область значений арксеканса

Значения функции лежат в промежутке от 0 до π, исключая точку π/2, в которой секанс не определён:

$$E(\text{arcsec}) = \left[0,\;\frac{\pi}{2}\right) \;\cup\; \left(\frac{\pi}{2},\;\pi\right]$$

Максимум и минимум арксеканса

Арксеканс не имеет локальных экстремумов в классическом смысле, поскольку функция монотонна на каждом из двух интервалов области определения. Однако существуют граничные значения и асимптотические пределы:

ХарактеристикаЗначение
Глобальный минимумarcsec(1) = 0
Глобальный максимумarcsec(−1) = π
Предел при x → +∞π/2 (снизу)
Предел при x → −∞π/2 (сверху)

$$\lim_{x \to +\infty} \text{arcsec}(x) = \frac{\pi}{2}, \qquad \lim_{x \to -\infty} \text{arcsec}(x) = \frac{\pi}{2}$$

Производная арксеканса

Производная функции arcsec(x) выражается следующей формулой:

$$\frac{d}{dx}\,\text{arcsec}(x) = \frac{1}{|x|\,\sqrt{x^2 – 1}}, \quad |x| > 1$$

Производная всегда положительна, что подтверждает монотонное возрастание функции на каждом из интервалов области определения. В точках x = ±1 производная не существует (вертикальные касательные).

Первообразная (интеграл) арксеканса

Неопределённый интеграл от arcsec(x) вычисляется интегрированием по частям:

$$\int \text{arcsec}(x)\,dx = x\,\text{arcsec}(x) – \text{sign}(x)\,\ln\!\left|x + \sqrt{x^2 – 1}\right| + C$$

Здесь sign(x) — знак числа x, а C — произвольная постоянная интегрирования. Эквивалентная запись через обратный гиперболический косинус:

$$\int \text{arcsec}(x)\,dx = x\,\text{arcsec}(x) – \text{arcosh}(|x|) + C$$

Таблица значений арксеканса

Ниже приведены характерные значения функции arcsec(x), позволяющие построить график и понять поведение функции:

xarcsec(x)Приближённое значение (рад)Значение в градусах
−22π/3≈ 2.094120°
−√23π/4≈ 2.356135°
−1π≈ 3.142180°
100
√2π/4≈ 0.78545°
2π/3≈ 1.04760°
2/√3π/6≈ 0.52430°

Арккосеканс — функция arccsc(x)

Арккосеканс — это функция, обратная к косекансу, ограниченному на промежутке, обеспечивающем обратимость. Для каждого допустимого аргумента она возвращает единственный угол из главной ветви.

Значение переменных в формуле arccsc(x)

$$y = \text{arccsc}(x)$$

ПеременнаяОписание
xАргумент функции — действительное число, удовлетворяющее условию |x| ≥ 1. Это значение косеканса некоторого угла.
yЗначение функции — угол (в радианах), косеканс которого равен x. Принадлежит промежутку [−π/2, π/2], за исключением нуля.

Область определения арккосеканса

Функция arccsc(x) определена для тех же значений, что и арксеканс — для чисел, по модулю не меньших единицы:

$$D(\text{arccsc}) = (-\infty,\;-1\,] \;\cup\; [\,1,\;+\infty)$$

Область значений арккосеканса

Значения функции лежат в промежутке от −π/2 до π/2, исключая нуль, в котором косеканс не определён:

$$E(\text{arccsc}) = \left[-\frac{\pi}{2},\;0\right) \;\cup\; \left(0,\;\frac{\pi}{2}\right]$$

Максимум и минимум арккосеканса

Арккосеканс монотонно убывает на каждом из двух интервалов области определения. Граничные и предельные значения:

ХарактеристикаЗначение
Глобальный максимумarccsc(1) = π/2
Глобальный минимумarccsc(−1) = −π/2
Предел при x → +∞0 (сверху)
Предел при x → −∞0 (снизу)

$$\lim_{x \to +\infty} \text{arccsc}(x) = 0, \qquad \lim_{x \to -\infty} \text{arccsc}(x) = 0$$

Производная арккосеканса

Производная функции arccsc(x) имеет вид:

$$\frac{d}{dx}\,\text{arccsc}(x) = -\frac{1}{|x|\,\sqrt{x^2 – 1}}, \quad |x| > 1$$

Производная всегда отрицательна, что подтверждает монотонное убывание функции. Обратите внимание: производные арксеканса и арккосеканса отличаются только знаком, что напрямую следует из тождества:

$$\text{arcsec}(x) + \text{arccsc}(x) = \frac{\pi}{2}, \quad |x| \geq 1$$

Первообразная (интеграл) арккосеканса

Неопределённый интеграл от arccsc(x):

$$\int \text{arccsc}(x)\,dx = x\,\text{arccsc}(x) + \text{sign}(x)\,\ln\!\left|x + \sqrt{x^2 – 1}\right| + C$$

Или в эквивалентной записи:

$$\int \text{arccsc}(x)\,dx = x\,\text{arccsc}(x) + \text{arcosh}(|x|) + C$$

Таблица значений арккосеканса

Характерные значения функции arccsc(x) для построения графика и анализа поведения:

xarccsc(x)Приближённое значение (рад)Значение в градусах
−2−π/6≈ −0.524−30°
−√2−π/4≈ −0.785−45°
−1−π/2≈ −1.571−90°
1π/2≈ 1.57190°
√2π/4≈ 0.78545°
2π/6≈ 0.52430°
2/√3π/3≈ 1.04760°

Связь между арксекансом и арккосекансом

Эти две функции тесно связаны между собой и с другими обратными тригонометрическими функциями. Ключевые тождества:

$$\text{arcsec}(x) + \text{arccsc}(x) = \frac{\pi}{2}, \quad |x| \geq 1$$

$$\text{arcsec}(x) = \arccos\!\left(\frac{1}{x}\right)$$

$$\text{arccsc}(x) = \arcsin\!\left(\frac{1}{x}\right)$$

Эти соотношения позволяют вычислять значения арксеканса и арккосеканса через стандартные функции arccos и arcsin, которые реализованы в большинстве калькуляторов и языков программирования.

Сводная таблица свойств

Для удобства сравнения — основные свойства обеих функций в одной таблице:

Свойствоarcsec(x)arccsc(x)
Область определения(−∞, −1] ∪ [1, +∞)(−∞, −1] ∪ [1, +∞)
Область значений[0, π/2) ∪ (π/2, π][−π/2, 0) ∪ (0, π/2]
МонотонностьВозрастаетУбывает
ЧётностьНи чётная, ни нечётнаяНечётная: arccsc(−x) = −arccsc(x)
Горизонтальная асимптотаy = π/2y = 0
Производная1 / (|x| · √(x² − 1))−1 / (|x| · √(x² − 1))
Связь с arccos/arcsinarccos(1/x)arcsin(1/x)