求函数f(x)=sin(x)的导数,求详细过程。。
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求导基本格式① 求函数的增量Δy=f(x0+Δx)-f(x0)② 求平均变化率③ 取极限,得导数。
Δx趋于0 lim(f(x+Δx)-f(x))/Δx
lim(sin(x+Δx)-sinx)/Δx 和差化积后:
=lim2(sin(Δx/2)cos(x+Δx/2)/Δx
=limsin(Δx/2)/(Δx/2) * limcos(x+Δx/2) 这里应用到limsinx/x =1 x趋于0
=1*cosx
=cosx
Δx趋于0 lim(f(x+Δx)-f(x))/Δx
lim(sin(x+Δx)-sinx)/Δx 和差化积后:
=lim2(sin(Δx/2)cos(x+Δx/2)/Δx
=limsin(Δx/2)/(Δx/2) * limcos(x+Δx/2) 这里应用到limsinx/x =1 x趋于0
=1*cosx
=cosx
追问
limsinx/x =1这个怎么证,用计算器table吗??
追答
这是极限基本定理,用夹逼定理证明:如果你是高中生,那么,你不需要了解,只需要记住这个极为重要的极限。高等数学上,limsinx/x=1称为重要极限。首先,先证明:当0<x<π/2时,有:
sin x < x < tan x
(不能用求导去证明,否则就变成循环论证
因为sin x的求导公式中运用到这一个极限)
在直角坐标系中作一单位圆(以原点O为圆心,1为半径的圆),交x正半轴于点A
作圆在A点上的切线AB,其中B点在第一象限。连接OB,交圆于点P
过P作平行于y轴的直线,交x轴于Q。连结AP(请自己画图)
设∠POA=x(弧度),那么OA=OP=1
PQ=OP*sin x=sin x, AB=OA*tan x=tan x
由图可知:△OPQ的面积<扇形OPA的面积<△OAB的面积
△OPQ的面积=1/2*PQ*OA=1/2*sin x
扇形OPA的面积=1/2*x*1^2=1/2*x
△OAB的面积=1/2*AB*OA=1/2*tan x
代入刚刚的面积大小关系就得:
sin x < x < tan x (0<x<π/2)
以下运用夹逼准则证明右极限等于1
上式各项取倒数,得:
1/tan x < 1/x < 1/sin x
各项乘以sin x,得:
cos x < (sin x)/x < 1
当x趋向0式,上面不等式中,cos x趋向1
而最右面也是1,由夹逼准则便有
lim sinx/x=1(x趋向0(+))
因为sinx/x是偶函数,图象关于y轴对称
所以lim sinx/x=1(x趋向0(-))
左右极限相等,都等于1
所以:
lim sinx/x=1(x趋向0)
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