Перед началом изучения данной статьи рекомендуем вспомнить определение и свойства обратной функции.
Чтобы при изложении не было путаницы, давайте обозначать в нижнем индексе аргумент функции, по которому выполняется дифференцирование, то есть,
— это производная функции f(x) по x.
Пусть функции y = f(x) и x = g(y) взаимно обратные, определенные на интервалах
и
соответственно. Если в точке
существует конечная отличная от нуля производная функции f(x), то в точке
существует конечная производная обратной функции g(y), причем
. В другой записи
.
Можно это правило переформулировать для любого x из промежутка
, тогда получим
.
Давайте проверим справедливость этих формул.
Найдем обратную функцию для натурального логарифма
(здесь y – функция, а x — аргумент). Разрешив это уравнение относительно x, получим
(здесь x – функция, а y – ее аргумент). То есть,
и
взаимно обратные функции.
Из таблицы производных видим, что
и
.
Убедимся, что формулы нахождения производных обратной функции приводят нас к этим же результатам:

Как видите, получили такие же результаты как и в таблице производных.
Теперь мы обладаем знаниями для доказательства формул производных обратных тригонометрических функций.
Для
обратной функцией является
. Тогда по формуле производной обратной функции получаем

Осталось провести преобразования.
Так как областью значений арксинуса является интервал
, то
(смотрите раздел основные элементарные функции, их свойства и графики). Поэтому
, а
не рассматриваем.
Следовательно,
. Областью определения производной арксинуса является промежуток (-1; 1).
Для арккосинуса все делается абсолютно аналогично:

Найдем производную арктангенса.
Для
обратной функцией является
.

Выразим арктангенс через арккосинус, чтобы упростить полученное выражение.
Пусть arctgx = z, тогда

Следовательно,

Схожим образом находится производная арккотангенса:

