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역삼각함수Inverse Trigonometric Functions · 문제집Worksheet

이름Name: ______________________   날짜Date: ______________________

문제Problem 1 몸풀기Warm-up

값을 구하여라: (1)  arcsin12(2)  arcsin(32)(3)  arctan1(1)\; \arcsin\dfrac12 \qquad (2)\; \arcsin\left(-\dfrac{\sqrt3}2\right) \qquad (3)\; \arctan 1

Evaluate: (1)  arcsin12(2)  arcsin(32)(3)  arctan1(1)\; \arcsin\dfrac12 \qquad (2)\; \arcsin\left(-\dfrac{\sqrt3}2\right) \qquad (3)\; \arctan 1

문제Problem 2 몸풀기Warm-up

arccos(12)\arccos\left(-\dfrac12\right)을 구하여라.

Evaluate arccos(12)\arccos\left(-\dfrac12\right).

문제Problem 3 몸풀기Warm-up

값을 구하여라: (1)  sin(arcsin0.3)(2)  arcsin(sinπ)(1)\; \sin(\arcsin 0.3) \qquad (2)\; \arcsin(\sin \pi)

Evaluate: (1)  sin(arcsin0.3)(2)  arcsin(sinπ)(1)\; \sin(\arcsin 0.3) \qquad (2)\; \arcsin(\sin \pi)

문제Problem 4 핵심Core

arcsin\arcsin의 치역은 [π2,π2]\left[-\frac\pi2, \frac\pi2\right]인데 arccos\arccos의 치역은 왜 [0,π][0, \pi]인가 — 제한 구간을 고르는 기준으로 설명하여라.

Arcsine's range is [π2,π2]\left[-\frac\pi2, \frac\pi2\right], yet arccosine's is [0,π][0, \pi] — explain via the criteria for choosing a restriction.

문제Problem 5 핵심Core

cos(arcsin35)\cos\left(\arcsin\dfrac35\right)을 구하여라 — 부호의 근거를 밝혀서.

Evaluate cos(arcsin35)\cos\left(\arcsin\dfrac35\right) — with the sign justified.

문제Problem 6 핵심Core

tan(arcsinx)\tan(\arcsin x)xx의 식으로 나타내어라 (1<x<1-1 < x < 1).

Express tan(arcsinx)\tan(\arcsin x) in terms of xx (for 1<x<1-1 < x < 1).

문제Problem 7 핵심Core

모든 x[1,1]x \in [-1, 1]에 대해

arcsinx+arccosx=π2\arcsin x + \arccos x = \frac\pi2

임을 증명하여라.

Prove that for all x[1,1]x \in [-1, 1],

arcsinx+arccosx=π2.\arcsin x + \arccos x = \frac\pi2.

문제Problem 8 핵심Core

값을 구하여라: (1)  arcsin(sin5π6)(2)  arccos(cos(π3))(1)\; \arcsin\left(\sin\dfrac{5\pi}6\right) \qquad (2)\; \arccos\left(\cos\left(-\dfrac\pi3\right)\right)

Evaluate: (1)  arcsin(sin5π6)(2)  arccos(cos(π3))(1)\; \arcsin\left(\sin\dfrac{5\pi}6\right) \qquad (2)\; \arccos\left(\cos\left(-\dfrac\pi3\right)\right)

문제Problem 9 도전Challenge

x>0x > 0일 때

arctanx+arctan1x=π2\arctan x + \arctan\frac1x = \frac\pi2

임을 증명하여라.

Prove that for x>0x > 0,

arctanx+arctan1x=π2.\arctan x + \arctan\frac1x = \frac\pi2.

문제Problem 10 도전Challenge

등식 arcsin(2x1x2)=2arcsinx\arcsin\left(2x\sqrt{1 - x^2}\right) = 2\arcsin x는 어떤 xx에서 성립하는가 — 성립 범위를 구하고, 범위 밖 반례를 하나 들어라.

For which xx does arcsin(2x1x2)=2arcsinx\arcsin\left(2x\sqrt{1 - x^2}\right) = 2\arcsin x hold — find the range of validity and one counterexample outside it.

문제Problem 11 도전Challenge

다음을 증명하여라:

arctan1+arctan2+arctan3=π\arctan 1 + \arctan 2 + \arctan 3 = \pi

Prove:

arctan1+arctan2+arctan3=π\arctan 1 + \arctan 2 + \arctan 3 = \pi

문제Problem 12 경시Contest

마친(Machin)의 공식을 증명하여라:

4arctan15arctan1239=π44\arctan\frac15 - \arctan\frac1{239} = \frac\pi4

Prove Machin's formula:

4arctan15arctan1239=π44\arctan\frac15 - \arctan\frac1{239} = \frac\pi4

문제Problem 13 경시Contest

(1)(1) 항등식

arctan1n2+n+1=arctan(n+1)arctann(n0)\arctan\frac{1}{n^2 + n + 1} = \arctan(n + 1) - \arctan n \qquad (n \ge 0)

을 증명하고, (2)(2) 이를 망원경으로 합쳐

n=1Narctan1n2+n+1=arctan(N+1)π4\sum_{n=1}^{N} \arctan\frac{1}{n^2 + n + 1} = \arctan(N + 1) - \frac\pi4

를 보인 뒤, NN \to \infty에서 이 합이 향하는 행선지를 말하여라.

(1)(1) Prove the identity

arctan1n2+n+1=arctan(n+1)arctann(n0),\arctan\frac{1}{n^2 + n + 1} = \arctan(n + 1) - \arctan n \qquad (n \ge 0),

(2)(2) telescope it into

n=1Narctan1n2+n+1=arctan(N+1)π4,\sum_{n=1}^{N} \arctan\frac{1}{n^2 + n + 1} = \arctan(N + 1) - \frac\pi4,

and state the sum's destination as NN \to \infty.