正割函式

正割函式

正割指的是直角三角形,斜邊與某個銳角的鄰邊的比,叫做該銳角的正割,用 sec(角)表示。正割是餘弦函式的倒數。

符號

正割的數學符號為sec,出自英文secant。該符號最早由數學家吉拉德在他的著作《三角學》中所用。

定義

正割函式 正割函式
正割函式 正割函式

正割是三角函式的正函式(正弦、正切、 正割、正矢)之一,所以在 到 的區間之間,函式是遞增的,另外 正割函式和餘弦函式互為倒數。

在單位圓上,正割函式位於割線上,因此將此函式命名為正割函式。

和其他三角函式一樣,正割函式一樣可以擴展到複數。

直角三角形中

圖1.直角三角形 圖1.直角三角形

在直角三角形中,一個銳角∠A的 正割定義為它的斜邊與鄰邊的比值,也就是:

正割函式 正割函式

直角坐標系中

正割函式 正割函式
正割函式 正割函式

設α是平面直角坐標系xOy中的一個象限角, 是角的終邊上一點, 是P到原點O的距離,則α的正割定義為:

正割函式 正割函式

單位圓定義

圖2.單位圓 圖2.單位圓

圖像中給出了用弧度度量的某個公共角。逆時針方向的度量是正角而順時針的度量是負角。設一個過原點的線,同 x軸正半部分得到一個角θ,並與單位圓相交。這個交點的 y坐標等於sinθ。在這個圖形中的三角形確保了這個公式;半徑等於斜邊並有長度1,所以有了secθ=1/ x。單位圓可以被認為是通過改變鄰邊和對邊的長度並保持斜邊等於1查看無限數目的三角形的一種方式。

對於大於2π或小於−2π的角度,簡單的繼續繞單位圓鏇轉。在這種方式下,正割變成了周期為2π的周期函式:

正割函式 正割函式

對於任何角度θ和任何整數 k。

與其他函式定義

正割函式和餘弦函式互為倒數

即:

正割函式 正割函式

級數定義

正割也能使用泰勒級數來定義:

正割函式 正割函式

微分方程定義

sec的微分是sec和tan的乘積:

正割函式 正割函式

sec的導數如下:

正割函式 正割函式
正割函式 正割函式
正割函式 正割函式
正割函式 正割函式

另外:

正割函式 正割函式

所以微分方程定義為:

正割函式 正割函式

指數定義

正割函式 正割函式

恆等式

和差角公式

正割函式 正割函式

正割積分

巴洛在1670年提出正割的積分:

正割函式 正割函式

正割定理

有一些含有正割的恆等式,滿足任意三角形ABC:

正割函式 正割函式
正割函式 正割函式
正割函式 正割函式

這些實際上是射影定理的倒數。

性質

正割曲線

圖3.正割函式圖像(值域:(-∞,-1]∪[1,+∞)) 圖3.正割函式圖像(值域:(-∞,-1]∪[1,+∞))

在y=secx中,以x的任一使secx有意義的值與它對應的y值作為(x,y).在直角坐標系中作出的圖形叫正割函式的圖像,也叫正割曲線。

函式性質

正割函式 正割函式

(1)定義域,x不能取90度,270度,-90度,-270度等值;即為{x |x≠kπ+,k∈Z}。

正割函式 正割函式

(2)值域,secx≥1或secx≤-1,即為。

(3) y=secx是偶函式,即sec(-θ)=secθ.圖像對稱於y軸。

(4) y=secx是周期函式,周期為2kπ(k∈Z,且k≠0),最小正周期T=2π。

正割函式 正割函式
正割函式 正割函式
正割函式 正割函式

(5) 單調性:(2kπ- ,2kπ],[2kπ+π,2kπ+ ),k∈Z上遞減;在區間[2kπ,2kπ+ ),(2kπ+π/2,2kπ+π],k∈Z上遞增。

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