在数学中,arctan(反三角函数之一)是求解角度的一种重要工具。当我们遇到问题“arctan1等于多少”时,需要通过严谨的步骤来得出答案。本文将从定义出发,逐步推导出最终结果。
一、明确概念与公式
首先,arctan(x) 表示的是正切值为 \( x \) 的角度,即满足以下关系:
\[
\tan(\theta) = x \quad \text{且} \quad \theta \in \left(-\frac{\pi}{2}, \frac{\pi}{2}\right)
\]
其中,\(\theta\) 是主值范围内的角度。
对于本题,我们需要求解 \(\arctan(1)\),即找到一个角度 \(\theta\) 满足:
\[
\tan(\theta) = 1
\]
二、寻找满足条件的角度
我们知道,正切函数的周期性使得它具有无穷多个解,但根据反三角函数的定义,我们只考虑其主值范围 \(\left(-\frac{\pi}{2}, \frac{\pi}{2}\right)\) 内的角度。
结合单位圆的知识,当 \(\tan(\theta) = 1\) 时,对应的角为:
\[
\theta = \frac{\pi}{4}
\]
这是因为,在单位圆上,当角度为 \(\frac{\pi}{4}\)(45°)时,直角三角形的两条直角边相等,因此对边与邻边的比值为 1,即 \(\tan(\theta) = 1\)。
三、验证结果
为了进一步确认,我们可以代入 \(\theta = \frac{\pi}{4}\) 验证:
\[
\tan\left(\frac{\pi}{4}\right) = \frac{\sin\left(\frac{\pi}{4}\right)}{\cos\left(\frac{\pi}{4}\right)} = \frac{\frac{\sqrt{2}}{2}}{\frac{\sqrt{2}}{2}} = 1
\]
由此可见,\(\theta = \frac{\pi}{4}\) 确实是满足条件的解。
四、总结答案
综上所述,\(\arctan(1)\) 的值为:
\[
\boxed{\frac{\pi}{4}}
\]
通过上述详细的推导过程,我们可以清晰地理解为什么 \(\arctan(1)\) 等于 \(\frac{\pi}{4}\)。这种分析方法不仅适用于解决类似问题,还能帮助我们更好地掌握反三角函数的基本原理和应用技巧。