求sin(x)的导数,我们可以使用导数的定义和三角函数的性质来进行推导。以下是详细步骤:
使用导数的定义
根据导数的定义,函数f(x)在x点的导数f'(x)是当x趋近于x0时,函数增量比自变量增量的极限,即:
\[
f'(x) = \lim_{{\Delta x \to 0}} \frac{f(x + \Delta x) - f(x)}{\Delta x}
\]
对于sin(x),设f(x) = sin(x),则:
\[
f'(x) = \lim_{{\Delta x \to 0}} \frac{\sin(x + \Delta x) - \sin(x)}{\Delta x}
\]
利用三角函数的和差化积公式
我们知道:
\[
\sin(x + \Delta x) = \sin x \cos \Delta x + \cos x \sin \Delta x
\]
将其代入导数定义中:
\[
f'(x) = \lim_{{\Delta x \to 0}} \frac{\sin x \cos \Delta x + \cos x \sin \Delta x - \sin x}{\Delta x}
\]
提取公因子sin(x):
\[
f'(x) = \lim_{{\Delta x \to 0}} \left( \cos x + \frac{\cos x \sin \Delta x - \sin x \cos \Delta x}{\Delta x} \right)
\]
利用三角函数的极限性质
当Δx趋近于0时,利用sin(Δx)/Δx趋近于1的性质:
\[
\lim_{{\Delta x \to 0}} \frac{\sin \Delta x}{\Delta x} = 1
\]
因此:
\[
f'(x) = \cos x + \lim_{{\Delta x \to 0}} \frac{\cos x \sin \Delta x - \sin x \cos \Delta x}{\Delta x}
\]
注意到:
\[
\cos x \sin \Delta x - \sin x \cos \Delta x = \sin(\Delta x - x)
\]
所以:
\[
f'(x) = \cos x + \lim_{{\Delta x \to 0}} \frac{\sin(\Delta x - x)}{\Delta x}
\]
由于sin(Δx - x)在Δx趋近于0时趋近于0,因此:
\[
f'(x) = \cos x
\]
综上所述,sin(x)的导数是cos(x)。
建议
在实际应用中,可以直接使用已知的导数公式,如sin(x)' = cos(x),而不必从头开始推导。
推导过程涉及极限和三角函数的性质,需要一定的数学基础和对导数定义的深刻理解。