y=csc⁡xy = \csc x

余割関数 y=csc⁡xy = \csc x のグラフ

余割関数 y=csc⁡xy = \csc x は、正弦関数 sin⁡x\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、cosec⁡x\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

csc⁡x=1sin⁡x\csc x = \frac{1}{\sin x}

定義域と値域

  • 定義域は x≠nπx \neq n\pi を満たす実数
  • 値域は y≤−1y \leq -1 または y≥1y \geq 1
  • 周期は 2π2\pi
  • 奇関数

−1≤sin⁡x≤1-1 \leq \sin x \leq 1 かつ sin⁡x≠0\sin x \neq 0 より ∣csc⁡x∣≥1|\csc x| \geq 1 となります。

対称性と周期性

sin⁡x\sin x が奇関数なので csc⁡(−x)=−csc⁡x\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sin⁡x\sin xcsc⁡x\csc x
x→0+x \to 0^{+}0+0^{+}+∞+\infty
x→0−x \to 0^{-}0−0^{-}−∞-\infty

増減と極値

導関数は ddxcsc⁡x=−csc⁡xcot⁡x\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。

xxsin⁡x\sin xcsc⁡x\csc x極値
π2+2nπ\dfrac{\pi}{2} + 2n\pi1111極小
3π2+2nπ\dfrac{3\pi}{2} + 2n\pi−1-1−1-1極大

他の関数との関係

1+cot⁡2x=csc⁡2x1 + \cot^2 x = \csc^2 x

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

項目sec⁡x\sec xcsc⁡x\csc x
定義1cos⁡x\dfrac{1}{\cos x}1sin⁡x\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sec⁡xtan⁡x\sec x\tan x−csc⁡xcot⁡x-\csc x\cot x

積分

∫csc⁡x dx=ln⁡∣tan⁡x2∣+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
  • csc⁡2x\csc^2 x が余接の導関数として現れる積分計算
  1. Trigonometric functions、Wikipedia