Номер 214, страница 338 - гдз по алгебре 10-11 класс учебник Колмогоров, Абрамов

Авторы: Колмогоров А. Н., Абрамов А. М., Дудницын Ю. П.
Тип: Учебник
Издательство: Просвещение
Год издания: 2008 - 2025
Цвет обложки: зелёный, чёрный
ISBN: 978-5-09-019513-3
Рекомендовано Министерством образования и науки Российской Федерации
Алгебра и начала математического анализа
Популярные ГДЗ в 10 классе
Параграф 4. Начала математического анализа. Глава 6. Задачи повышенной трудности - номер 214, страница 338.
№214 (с. 338)
Условие. №214 (с. 338)
скриншот условия

214. Выведите формулы производных обратных тригонометрических функций:
а) $\arcsin' x = \frac{1}{\sqrt{1 - x^2}};$
б) $\arccos' x = -\frac{1}{\sqrt{1 - x^2}};$
в) $\arctg' x = \frac{1}{1 + x^2};$
г) $\arcctg' x = -\frac{1}{1 + x^2};$
Решение 3. №214 (с. 338)

Решение 5. №214 (с. 338)
Для вывода формул производных обратных тригонометрических функций мы воспользуемся теоремой о производной обратной функции. Если функция $y = f(x)$ имеет обратную функцию $x = g(y)$, то производная обратной функции равна $g'(y) = \frac{1}{f'(x)}$. В нашем случае мы будем находить производную $y'(x) = \frac{1}{x'(y)}$.
а) $\arcsin' x = \frac{1}{\sqrt{1-x^2}}$
Пусть $y = \arcsin x$. По определению арксинуса, это означает, что $x = \sin y$ и $y \in [-\frac{\pi}{2}, \frac{\pi}{2}]$.
Найдём производную $x$ по переменной $y$:
$x'(y) = (\sin y)' = \cos y$
По формуле производной обратной функции:
$y'(x) = (\arcsin x)' = \frac{1}{x'(y)} = \frac{1}{\cos y}$
Теперь выразим $\cos y$ через $x$. Из основного тригонометрического тождества $\sin^2 y + \cos^2 y = 1$ следует, что $\cos^2 y = 1 - \sin^2 y$. Так как $x = \sin y$, получаем $\cos^2 y = 1 - x^2$, откуда $\cos y = \pm\sqrt{1-x^2}$.
Поскольку $y$ принадлежит промежутку $[-\frac{\pi}{2}, \frac{\pi}{2}]$, косинус на этом промежутке неотрицателен, то есть $\cos y \ge 0$. Поэтому мы выбираем знак плюс: $\cos y = \sqrt{1-x^2}$.
Подставляя это выражение в формулу для производной, получаем:
$(\arcsin x)' = \frac{1}{\sqrt{1-x^2}}$
Ответ: $(\arcsin x)' = \frac{1}{\sqrt{1-x^2}}$
б) $\arccos' x = -\frac{1}{\sqrt{1-x^2}}$
Пусть $y = \arccos x$. Это означает, что $x = \cos y$ и $y \in [0, \pi]$.
Найдём производную $x$ по переменной $y$:
$x'(y) = (\cos y)' = -\sin y$
По формуле производной обратной функции:
$y'(x) = (\arccos x)' = \frac{1}{x'(y)} = \frac{1}{-\sin y} = -\frac{1}{\sin y}$
Выразим $\sin y$ через $x$. Из тождества $\sin^2 y + \cos^2 y = 1$ следует, что $\sin^2 y = 1 - \cos^2 y$. Так как $x = \cos y$, получаем $\sin^2 y = 1 - x^2$, откуда $\sin y = \pm\sqrt{1-x^2}$.
Поскольку $y$ принадлежит промежутку $[0, \pi]$, синус на этом промежутке неотрицателен, то есть $\sin y \ge 0$. Поэтому мы выбираем знак плюс: $\sin y = \sqrt{1-x^2}$.
Подставляя это выражение, получаем:
$(\arccos x)' = -\frac{1}{\sqrt{1-x^2}}$
Ответ: $(\arccos x)' = -\frac{1}{\sqrt{1-x^2}}$
в) $\operatorname{arctg}' x = \frac{1}{1+x^2}$
Пусть $y = \operatorname{arctg} x$. Это означает, что $x = \operatorname{tg} y$ и $y \in (-\frac{\pi}{2}, \frac{\pi}{2})$.
Найдём производную $x$ по переменной $y$:
$x'(y) = (\operatorname{tg} y)' = \frac{1}{\cos^2 y}$
По формуле производной обратной функции:
$y'(x) = (\operatorname{arctg} x)' = \frac{1}{x'(y)} = \frac{1}{1/\cos^2 y} = \cos^2 y$
Выразим $\cos^2 y$ через $x$. Используем тригонометрическое тождество $1 + \operatorname{tg}^2 y = \frac{1}{\cos^2 y}$, из которого следует, что $\cos^2 y = \frac{1}{1 + \operatorname{tg}^2 y}$.
Так как $x = \operatorname{tg} y$, подставляем и получаем:
$\cos^2 y = \frac{1}{1+x^2}$
Следовательно:
$(\operatorname{arctg} x)' = \frac{1}{1+x^2}$
Ответ: $(\operatorname{arctg} x)' = \frac{1}{1+x^2}$
г) $\operatorname{arcctg}' x = -\frac{1}{1+x^2}$
Пусть $y = \operatorname{arcctg} x$. Это означает, что $x = \operatorname{ctg} y$ и $y \in (0, \pi)$.
Найдём производную $x$ по переменной $y$:
$x'(y) = (\operatorname{ctg} y)' = -\frac{1}{\sin^2 y}$
По формуле производной обратной функции:
$y'(x) = (\operatorname{arcctg} x)' = \frac{1}{x'(y)} = \frac{1}{-1/\sin^2 y} = -\sin^2 y$
Выразим $\sin^2 y$ через $x$. Используем тригонометрическое тождество $1 + \operatorname{ctg}^2 y = \frac{1}{\sin^2 y}$, из которого следует, что $\sin^2 y = \frac{1}{1 + \operatorname{ctg}^2 y}$.
Так как $x = \operatorname{ctg} y$, подставляем и получаем:
$\sin^2 y = \frac{1}{1+x^2}$
Следовательно:
$(\operatorname{arcctg} x)' = -\frac{1}{1+x^2}$
Ответ: $(\operatorname{arcctg} x)' = -\frac{1}{1+x^2}$
Другие задания:
Помогло решение? Оставьте отзыв в комментариях ниже.
Присоединяйтесь к Телеграм-группе @top_gdz
ПрисоединитьсяМы подготовили для вас ответ c подробным объяснением домашего задания по алгебре за 10-11 класс, для упражнения номер 214 расположенного на странице 338 к учебнику 2008 года издания для учащихся школ и гимназий.
Теперь на нашем сайте ГДЗ.ТОП вы всегда легко и бесплатно найдёте условие с правильным ответом на вопрос «Как решить ДЗ» и «Как сделать» задание по алгебре к упражнению №214 (с. 338), авторов: Колмогоров (Андрей Николаевич), Абрамов (Александр Михайлович), Дудницын (Юрий Павлович), учебного пособия издательства Просвещение.