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Arcsine的導數

包含公式推導、例題詳解與函數圖像的完整指南。

快速答案

ddxarcsin⁡(x)=11−x2\frac{d}{dx}\arcsin(x) = \frac{1}{\sqrt{1-x^2}}

\arcsin(x) 的導數為:

證明/推導過程

導數公式的逐步推導。

從反正弦的定義開始:它是正弦的反函數。

Lety=arcsin⁡(x),thenx=sin⁡(y)Let y = \arcsin(x), then x = \sin(y)

利用隱微分對兩邊關於 x 微分。

Differentiateimplicitly:1=cos⁡(y)⋅dydxDifferentiate implicitly: 1 = \cos(y) \cdot \frac{dy}{dx}

解出 dy/dx。

dydx=1cos⁡(y)\frac{dy}{dx} = \frac{1}{\cos(y)}

利用畢達哥拉斯恆等式將 cos(y) 用 x 表示。

Sincesin⁡(y)=x,cos⁡(y)=1−sin⁡2(y)=1−x2Since \sin(y) = x, \cos(y) = \sqrt{1-\sin^2(y)} = \sqrt{1-x^2}

代入得到最終的導數公式。

∴ddxarcsin⁡(x)=11−x2\therefore \frac{d}{dx}\arcsin(x) = \frac{1}{\sqrt{1-x^2}}

函數圖像

Arcsine及其導數的可視化圖像。

f(x) = \arcsin(x)

f(x)=arcsin⁡(x)f(x) = \arcsin(x)

f'(x) = \frac{1}{\sqrt{1-x^2}}

f′(x)=11−x2f'(x) = \frac{1}{\sqrt{1-x^2}}
Domain: (−1,1)(-1, 1)Range: [−π2,π2][-\frac{\pi}{2}, \frac{\pi}{2}]

例題詳解

使用鏈式法則等技巧的逐步解答。

求: ddxarcsin⁡(2x)\frac{d}{dx}\arcsin(2x)

解: 21−4x2\frac{2}{\sqrt{1-4x^2}}

1.Chainrule:u=2x,u′=2Chain rule: u = 2x, u' = 2
2.=11−(2x)2⋅2=21−4x2= \frac{1}{\sqrt{1-(2x)^2}} \cdot 2 = \frac{2}{\sqrt{1-4x^2}}

計算任意導數

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常見問題

Arcsine的導數是什麼?

+
arcsin⁡(x)\arcsin(x) 的導數是 11−x2\frac{1}{\sqrt{1-x^2}}。這是微積分中最基礎的導數之一,需要牢記。

如何證明Arcsine的導數?

+
證明使用導數的極限定義。請參見上方的證明部分查看完整的逐步推導過程。

Arcsine的導數始終不變嗎?

+
是的,arcsin⁡(x)\arcsin(x) 的導數公式是常數——它不依賴於 x。但當與內函數複合時(如 arcsin⁡(x)\arcsin(x)(u(x)),需要使用鏈式法則。

Arcsine的導數在何處無定義?

+
導數在原函數不可微的地方無定義。詳見定義域部分。