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arcsin的原函数是什么

2025-07-02 22:27:52

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2025-07-02 22:27:52

arcsin的原函数是什么】在微积分中,求一个函数的原函数(即不定积分)是一个基本而重要的问题。对于反三角函数如 $ \arcsin x $,其原函数可以通过积分法进行推导。本文将总结 $ \arcsin x $ 的原函数,并以表格形式展示相关公式与结果。

一、

$ \arcsin x $ 是正弦函数 $ \sin x $ 在区间 $ [-\frac{\pi}{2}, \frac{\pi}{2}] $ 上的反函数。它的定义域是 $ [-1, 1] $,值域是 $ [-\frac{\pi}{2}, \frac{\pi}{2}] $。

当我们要求 $ \arcsin x $ 的原函数时,实际上是在计算:

$$

\int \arcsin x \, dx

$$

这个积分可以通过分部积分法来解决。设 $ u = \arcsin x $,$ dv = dx $,则 $ du = \frac{1}{\sqrt{1 - x^2}} dx $,$ v = x $。根据分部积分公式:

$$

\int u \, dv = uv - \int v \, du

$$

代入得:

$$

\int \arcsin x \, dx = x \arcsin x - \int \frac{x}{\sqrt{1 - x^2}} dx

$$

接下来对第二项进行积分,令 $ w = 1 - x^2 $,则 $ dw = -2x dx $,所以:

$$

\int \frac{x}{\sqrt{1 - x^2}} dx = -\frac{1}{2} \int \frac{1}{\sqrt{w}} dw = -\sqrt{w} + C = -\sqrt{1 - x^2} + C

$$

因此,最终结果为:

$$

\int \arcsin x \, dx = x \arcsin x + \sqrt{1 - x^2} + C

$$

二、表格展示

函数 原函数(不定积分) 积分常数
$ \arcsin x $ $ x \arcsin x + \sqrt{1 - x^2} + C $ $ C $

三、注意事项

- 该积分结果适用于定义域 $ x \in [-1, 1] $。

- 若需要定积分,可将上下限代入上述表达式进行计算。

- 实际应用中,可以使用数学软件(如 Wolfram Alpha、Mathematica)验证积分结果。

通过以上分析可以看出,虽然 $ \arcsin x $ 看似简单,但其原函数的推导需要一定的技巧和方法。掌握这类积分方法,有助于进一步理解反三角函数的性质及其在实际问题中的应用。

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