arctanx图像怎么记住
arctanx的图像可以用以下方式来记住:1.首先,arctanx是反正切函数,也就是y=tanx的反函数,因此它和tanx的图像有直接的关系。
2.函数y=tanx的图像可以看作是周期为π的一段曲线,上升到正无穷,下降到负无穷,并且在π/2和-π/2处有一个垂直渐近线。
3.接着,我们可以对整个函数进行y=x的对称,得到其在靠前象限的一段图像,这段图像和y=x的图像关于直线y=x对称,有一个水平渐近线y=π/2,以及一个和y=tanx的垂直渐近线相切的曲线段。
4.最后,我们再对整个图像进行关于y轴的对称,得到在全平面内的arctanx的图像,它和tanx的图像关于y=x对称,有水平渐近线y=π/2和y=-π/2,以及两个相切的垂直渐近线x=π/2和x=-π/2。
因此,我们可以通过对tanx函数的图像进行对称和移动,来记忆arctanx的图像。
作反正切函数y=arctanx的图像基本上有三种方法,靠前种是最原始的方法:描点法,这样只能作出函数图像的大概形状,并不准确;第二种是根据反函数与原函数的图像关系,根据正切函数的图像画出反正切函数的图像,这种方法作出来的图像比较准确;还有最后一种方法是运用函数的性质,画出图像,这种方法更能触碰到函数的实质。
不论用哪一种方法,我们都要先明确,反正切函数的值域在(-π/2,π/2),只是对应正切函数的相同周期,而不是对应所有的周期,这是由单值函数的较早性决定的。
首先是描点法,可以先列一个表格,列出几个常用反正切函数的自变量x,或者正切函数值,再写出它们的反正切函数值y.
然后建立平面直角坐标系,将把上面各点描在坐标系中,然后用平滑的曲线连接起来就可以了
如果利用互为反函数的两个函数图像关系y=x对称,就要先明确正切函数在(-π/2,π/2)上的函数图像,其实也是用描点法作出来的。不过正切函数y=tanx的图像毕竟是我们比较熟悉,显然与它关于y=x对称的图像和上面用描点法作出来的图形还是有一点差别的。如图2:(图中红色曲线是反正切函数的图像,紫色曲线是正切函数的图像)
最后一种方法,是通过分析反正切函数的性质来确定它的图像的,做出来的图像虽然并不一定特别准确,但它能让我们更全面地理解这个函数。
首先,反正切函数y=arctanx的定义域是R,值域是(-π/2,π/2)。其它,它是一个奇函数,所以f(0)=0,即图像过原点,且关于原点中心对称。
其次让arctanx的导数等于1/(1+x^2)>0,我们可以知道这是一个严格单调递增的函数。又arctanx的二阶导数等于-2x/(1+x^2)^2在x=0有拐点,且当x<0时,二阶导数大于0,所以函数在(-无穷大,0)上是一个凹函数;而当x>0时,二阶导数小于0,所以函数在(0,+无穷大)上是一个凸函数。
最后我们可以利用求渐近线的公式:lim(x->∞)arctanx/x=0,且lim(x->+∞)[y-kx]=π/2,lim(x->-∞)[y-kx]=-π/2,得到函数图像的两条水平渐近线。
三种方法没有优劣之分,学习数学就必须全部都掌握下来。如果你有更好的画法,不妨在评论区中分享给大家,谢谢。