アークサインの微分はなぜあの形?公式の導出と定義域の罠を徹底解説

アークサインの微分はなぜあの形?公式の導出と定義域の罠を徹底解説

アークサインの微分はなぜあの形?公式の導出と定義域の罠を徹底解説に関する基本知識を初心者にも親しみやすくまとめました。今すぐチェックことができます。

多くの学習者がつまずくのが、「根号を外すときの符号判定」です。前述のステップ4において、なぜマイナスを排除してプラス符号のみを採用できるのかを明確にしておきましょう。

アークサインの値域は $-\frac{\pi}{2} \le y \le \frac{\pi}{2}$(単位円の右半分、第1象限および第4象限)に設定されています。この範囲において、コサインの値は常に $\cos y \ge 0$ です。微分を考える開区間($-1 < x < 1$)では厳密に $\cos y > 0$ となるため、複号のうち正の符号のみが確定します。

$$\cos y = +\sqrt{1 - \sin^2 y} = \sqrt{1 - x^2}$$

したがって、分母は常に正の実数となり、導関数は $\frac{1}{\sqrt{1-x^2}}$ という綺麗な形に定まるのです。この値域の縛りを曖昧にしたまま暗記に頼っていると、応用問題や符号判定で手痛い失点を招くことになります。

山本 拓海
著者

山本 拓海

デジタルガジェットとスマート家電の検証記事を多数執筆。失敗しないモノ選びを提案します。