3.5 三角函數之微分
在此先推導與之微分,剩下四個三角函數之微分可輕易地由與之微分,配合3.3節微分公式導出。在推導與微分時會用到下列兩個極限公式:
(1)
(2)
【證明】
(1)先證明,亦即考慮之情形。取一半徑為的圓,圓心角為時所切出之扇形,如圖一(b) 所示,加上輔助線如圖一(a)所示,其中。由圖一,面積扇形面積面積,亦即
其中, , (3)
, , (4)
由(3)、(4),而
,由夾擠定理
(5)
接下來,證明,
令,,(由(5))
,
(2)
■
例題1.求下列極限:
【解】
■
接下來,推導之微分,
(6)
【證明】
(由(1)、(2)) ■
之微分為,這一點可由圖二中 圖形之切線斜率印證之,讀者亦可利用Java applet 030201驗證之。接下來,推導 之微分:
(7)
【證明】
(由(1)、(2)) ■
讀者亦可利用Java applet 30201驗證上述公式。 與 微分推導出來後,剩下四個三角函數的微分就可利用3.3微分公式輕易地求得:
(8)
(9)
(10)
(11)
【證明】在此只證明(8)與(10),(9)與(11)可依樣畫葫蘆得到證明。
(由(6)、(7)及微分除法定律)
(由(6)、(7)及微分除法定律) ■
例題2.求之微分。
【解】 ■
例題3.試微分,並求之圖形在值為何時有水平之切線。
【解】
水平切線發生在之處,亦即之處,因恆不等於,故發生在,亦即之處,其中為整數(參考圖三驗證之)。 ■
3.5 習題
1. 求
2. 之圖形在值為何時有水平切線?
3. 試證。