سرفصل‌های این مبحث

تابع

تابع معکوس مثلثاتی (تانژانت)

آخرین ویرایش: 01 اسفند 1402
دسته‌بندی: تابع
امتیاز:

تعریف تابع معکوس مثلثاتی تانژانت

تابع زیر یک به یک در نتیجه معکوس پذیر است:

f:−π2,π2→Rfx=tanx

تابع معکوس مثلثاتی تانژانت - پیمان گردلو

و معکوس آن را در این فاصله به tan−1x یا Arctanx نشان داده و داریم:

f−1:R→−π2,π2f−1x=tan−1x=Arctanx

Arctanx را آرک تانژانت بخوانید و به معنی کمان یا زاویه اصلی است که تانژانت آن برابر x می‌باشد.

رسم تابع معکوس مثلثاتی تانژانت

برای رسم نمودار تابع زیر قرینه نمودار تابع fx=tanx را نسبت به نیمساز ناحیه اول و سوم رسم می‌کنیم:

f−1x=Arctanx=tan−1x

تابع معکوس مثلثاتی تانژانت - پیمان گردلو

دامنه تابع f−1x=Arctanx اعداد حقیقی R و برد آن بازه −π2,π2 است. 

یادآوری

تابع مثلثاتی و معکوس مثلثاتی تانژانت را در زیر مشاهده می‌کنید:

تابع معکوس مثلثاتی - پیمان گردلو

نکته

معکوس تابع fx=tanx را در فواصل دیگر، رسم می‌کنیم: 

تابع معکوس مثلثاتی تانژانت - پیمان گردلو

معکوس تابع با ضابطه fx=tanx در فواصل دیگر تابع در هر یک از فواصل kπ−π2,kπ+π2 اکیدا صعودی و معکوس پذیر است.

در فاصله π2,3π2 معکوس تابع fx=tanx به‌صورت معادله y=π+Arctanx است. 

معکوس تابع با ضابطه fx=tanx در هر یک از فواصل kπ−π2,kπ+π2 به صورت معادله y=kπ+Arctanx است که در هر فاصله، معکوس آن با انتقال قائم به اندازه kπ از روی y=Arctanx به‌دست می‌آید. 

یکنوایی یا اکیدا یکنوایی تابع معکوس مثلثاتی تانژانت

تابع f−1x=Arctanx از R به روی −π2,π2 اکیدا صعودی است، زیرا تابع fx=tanx از −π2,π2 به روی R اکیدا صعودی و یک به یک است.

تابع معکوس مثلثاتی تانژانت - پیمان گردلو

∀x1,x2∈Df=R

if  x1<x2⇒Arctanx1<Arctanx2⇒f−1x1<f−1x2

مجانب های تابع معکوس مثلثاتی تانژانت

خطوط x=π2    ,  x=−π2 مجانب‌های قائم تابع y=tanx در فاصله اصلی آن می‌باشند، در نتیجه خطوط y=π2    , y=−π2 مجانب‌های افقی تابع y=Arctanx می‌باشند: 

تابع معکوس مثلثاتی تانژانت - پیمان گردلو

lim   x→+∞Arctanx=π2limx→−∞Arctanx=−π2

بررسی زوج و فرد بودن تابع معکوس مثلثاتی تانژانت

قضیه

تابع y=Arctanx تابعی فرد است.

اثبات

∀x∈R⇒−x∈R

Arctan−x=y⇒−x=tany⇒x=−tany⇒x=tan−y⇒−y=Arctanx

⇒−Arctan−x=Arctanx

⇒Arctan−x=−Arctanx

ترکیب تابع مثلثاتی و معکوس مثلثاتی تانژانت

برای ترکیب fx=tanx و f−1x=Arctanx دو حالت زیر را در نظر می‌گیریم:

حالت اول

fof−1x=x

⇒ff−1x=x

⇒tanArctanx=x    ;     Dfof−1=Df−1=R

تابع معکوس مثلثاتی تانژانت - پیمان گردلو

y=tanArctanx=x    ;    x∈R

حالت دوم

f−1ofx=x

⇒f−1fx=x

⇒Arctantanx=x   ;   Df−1of=Df=−π2,π2

تابع معکوس مثلثاتی تانژانت - پیمان گردلو

y=Arctantanx=x     ;    −π2<x<π2

نکته

می‌توانیم تابع y=Arctantanx را در حالت کلی بررسی کنیم: 

این تابع در R متناوب و دوره تناوب آن T=π است، لذا نمودار در فاصله −π2,π2 است و مرتبا تکرار می‌شود. 

به‌طور کلی ضابطه تابع به‌صورت زیر است:

y=Arc tantanx=x−kπ    ;    kπ−π2<x<kπ+π2


تابع معکوس مثلثاتی تانژانت - پیمان گردلو

تذکر

برای محاسبه Arctantanα چنان tanα را ساده می‌کنیم تا زاویه در فاصله −π2,π2 قرار گیرد.

تمرین

مقدار زیر را محاسبه کنید:

Arctantan8π3

=Arctantan3π−π3=Arctan−tanπ3=−Arctantanπ3=−π3   

برای ارسال نظر وارد سایت شوید