3.5 三角函數之微分

預備知識

三角函數簡介

2.3以極限定律求極值

3.1微分

3.3微分公式

 

在此先推導之微分,剩下四個三角函數之微分可輕易地由之微分,配合3.3節微分公式導出。在推導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)

,由夾擠定理

                                          (5)

接下來,證明

,(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。 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.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.                                             

2. 之圖形在值為何時有水平切線?

3. 試證

習題解答