y=cscxy = \csc x

余割関数 y=cscxy = \csc x のグラフ

余割関数 y=cscxy = \csc x は、正弦関数 sinx\sin x の逆数として定義される三角関数です1。「コセカント」と読み、cosecx\operatorname{cosec} x と書かれることもあります。直角三角形では斜辺を対辺で割った比に対応します。

定義

cscx=1sinx\csc x = \frac{1}{\sin x}

定義域と値域

  • 定義域は xnπx \neq n\pi を満たす実数
  • 値域は y1y \leq -1 または y1y \geq 1
  • 周期は 2π2\pi
  • 奇関数

1sinx1-1 \leq \sin x \leq 1 かつ sinx0\sin x \neq 0 より cscx1|\csc x| \geq 1 となります。

対称性と周期性

sinx\sin x が奇関数なので csc(x)=cscx\csc(-x) = -\csc x が成り立ち、原点に関して点対称です。周期は正弦と同じ 2π2\pi です。

漸近線と極限

x=nπx = n\pi の各点に垂直な漸近線をもちます。

近づき方sinx\sin xcscx\csc x
x0+x \to 0^{+}0+0^{+}++\infty
x0x \to 0^{-}00^{-}-\infty

増減と極値

導関数は ddxcscx=cscxcotx\dfrac{d}{dx}\csc x = -\csc x \cot x です。隣り合う漸近線の間では U 字型または逆 U 字型になります。

xxsinx\sin xcscx\csc x極値
π2+2nπ\dfrac{\pi}{2} + 2n\pi1111極小
3π2+2nπ\dfrac{3\pi}{2} + 2n\pi1-11-1極大

他の関数との関係

1+cot2x=csc2x1 + \cot^2 x = \csc^2 x

cscx=sec(π2x)\csc x = \sec\left(\dfrac{\pi}{2} - x\right) で正割と結ばれます。正割 secx\sec x のグラフを右へ π2\dfrac{\pi}{2} ずらすと余割 cscx\csc x になります。

項目secx\sec xcscx\csc x
定義1cosx\dfrac{1}{\cos x}1sinx\dfrac{1}{\sin x}
漸近線π2+nπ\dfrac{\pi}{2} + n\pinπn\pi
対称性偶関数奇関数
導関数secxtanx\sec x\tan xcscxcotx-\csc x\cot x

積分

cscxdx=lntanx2+C\int \csc x\,dx = \ln\left|\tan\frac{x}{2}\right| + C

応用

  • 正弦定理を逆数の形で扱う三角形の計算
  • 振動・波動の解析
  • csc2x\csc^2 x が余接の導関数として現れる積分計算
  1. Trigonometric functions、Wikipedia