Выберем на плоскости декартову прямоугольную систему координат (рис. А.10). Около начала координат , опишем окружность единичного радиуса (единичную окружность). Зададим произвольное число . Рассмотрим вектор с началом в точке и концом в точке , принадлежащим пересечению единичной окружности с осью абсцисс. Повернем его на угол радиан, получив в результате вектор . Это означает, что конец вектора «пройдет» на единичной окружности дугу длины () в направлении против (по) часовой стрелке при (). Функция синус (косинус) ставит в соответствие числу ординату (абсциссу ) точки .
В тригонометрии используются также функции тангенс, котангенс, секанс и косеканс, определяемые соответственно равенствами:
, , и .
Свойства тригонометрических функций:
1) области определения , , , , ;
2) области значений , ;
3) косинус – четная функция, а синус, тангенс и котангенс – нечетные функции;
4) синус и косинус – функции, периодические с периодом , а тангенс и котангенс – функции, периодические с периодом ;
5) синус возрастает на промежутках и убывает на промежутках , ;
косинус возрастает на промежутках и убывает на промежутках , ;
тангенс возрастает на промежутках , ;
котангенс убывает на промежутках , ;
6) основные тождества, связывающие тригонометрические функции:
, , , ,
, ,
, .
Графики тригонометрических функций изображены на рис. A.11-A.14.
Обратные тригонометрические функции
Функция , , возрастает и имеет областью значений отрезок . Поэтому она имеет обратную функцию, которая определена на , обозначается иназывается арксинусом.
Функция , убывает и имеет областью значений отрезок . Поэтому она имеет обратную функцию, которая определена на , обозначается иназывается арккосинусом.
Функция , , возрастает и имеет областью значений множество действительных чисел. Поэтому у нее есть обратная функция, которая определена на , обозначается иназывается арктангенсом.
Функция , , убывает и имеет областью значений множество действительных чисел. Поэтому у нее есть обратная функция, которая определена на , обозначается иназывается арккотангенсом.
Свойства обратных тригонометрических функций.
1) Области определения:
, .
2) Множества значений:
,
.
3) , , .
4) Арксинус и арктангенс – возрастающие функции, а арккосинус и арккотангенс – убывающие.
5) Арксинус и арктангенс являются нечетными функциями, а арккосинус и арккотангенс не являются ни четными, ни нечетными.
6) , .
Графики обратных тригонометрических функций представлены на рис. A.15-A.18.
Гиперболические функции
Гиперболическим синусом называется функция
.
Гиперболическим косинусом называется функция
.
Определим также гиперболический тангенс
и гиперболический котангенс
.
Свойства гиперболических функций:
1) области определения , ;
2) области значений
, , , ;
3) функции , являются возрастающими, убывает на и возрастает на , убывает на и на ;
4) функции , и являются нечетными, а – четной;
5) справедливо основное гиперболическое тождество и тождества, подобные тождествам для тригонометрических функций:
;
; ;
.
Графики гиперболических функций представлены на рис. A.19-A.21.