#sinx求导为什么是cosx#
其实,按现代数学逻辑,cosθ和sinθ之所以能对应单位圆上的横坐标和纵坐标,是首先要证明的东西,证明过程中就要用到cosθ和sinθ的导数,所以,不能反过来,搞逻辑循环。先要看sinθ的严格定义与其中θ的几何意义。设i^2=-1, 对e^(iθ)泰勒展开:e^(iθ)=1+iθ - (1/2)θ^2 - i(1/3!)θ^3+...,右边可以分为不含i的项的和,与含i的项的和。前者定义为cosθ,后者之和定义为isinθ,也就是说,【sinθ的定义就是e^(iθ)的虚部,cosθ的定义是e^(iθ)的实部】。
于是按定义就有欧拉公式:e^(iθ)=cosθ+isinθ。两边对θ求导,得:ie^(iθ)=(cosθ)'+i(sinθ)',因左边=-sinθ+icosθ,按实部等于实部,虚部等于虚部,就有(cosθ)'=-sinθ,(sinθ)'=cosθ。 于是就有了sin与cos的求导公式。又因对e^(iθ)泰勒展开可以发现cosθ是偶函数,sinθ是奇函数,所以有:e^(-iθ)=cosθ-isinθ,与欧拉公式e^(iθ)=cosθ+isinθ相乘,可得:(cosθ)^2+(sinθ)^2=1,此平方和式可以类比勾股定理,于是可以用几何对应于单位圆x^2+y^2=1,而θ对应于单位圆上的弧长,根据弧长微元的勾股定理公式可证明如图:
另外,这种定义方式很容易证明两角和的正弦与余弦公式:sin(α+β)=sinαcosβ+cosαsinβ,cos(α+β)=cosαcosβ-sinαsinβ.证明如下:一方面,根据欧拉公式,有:e^(i(α+β))=cos(α+β)+isin(α+β),另一方面,e^(i(α+β))=e^(iα)·e^(iβ)=(cosα+isinhα)·(cosβ+isinβ).上述两方面的右边应相等,且实部等于实部,虚部等于虚部,即得。 最后要说,我说的这种定义方式,直接可以适用于虚数或复数的正弦、余弦,而三角形或单位圆的定义方式就无法直接适用于此。
其实,按现代数学逻辑,cosθ和sinθ之所以能对应单位圆上的横坐标和纵坐标,是首先要证明的东西,证明过程中就要用到cosθ和sinθ的导数,所以,不能反过来,搞逻辑循环。先要看sinθ的严格定义与其中θ的几何意义。设i^2=-1, 对e^(iθ)泰勒展开:e^(iθ)=1+iθ - (1/2)θ^2 - i(1/3!)θ^3+...,右边可以分为不含i的项的和,与含i的项的和。前者定义为cosθ,后者之和定义为isinθ,也就是说,【sinθ的定义就是e^(iθ)的虚部,cosθ的定义是e^(iθ)的实部】。
于是按定义就有欧拉公式:e^(iθ)=cosθ+isinθ。两边对θ求导,得:ie^(iθ)=(cosθ)'+i(sinθ)',因左边=-sinθ+icosθ,按实部等于实部,虚部等于虚部,就有(cosθ)'=-sinθ,(sinθ)'=cosθ。 于是就有了sin与cos的求导公式。又因对e^(iθ)泰勒展开可以发现cosθ是偶函数,sinθ是奇函数,所以有:e^(-iθ)=cosθ-isinθ,与欧拉公式e^(iθ)=cosθ+isinθ相乘,可得:(cosθ)^2+(sinθ)^2=1,此平方和式可以类比勾股定理,于是可以用几何对应于单位圆x^2+y^2=1,而θ对应于单位圆上的弧长,根据弧长微元的勾股定理公式可证明如图:
另外,这种定义方式很容易证明两角和的正弦与余弦公式:sin(α+β)=sinαcosβ+cosαsinβ,cos(α+β)=cosαcosβ-sinαsinβ.证明如下:一方面,根据欧拉公式,有:e^(i(α+β))=cos(α+β)+isin(α+β),另一方面,e^(i(α+β))=e^(iα)·e^(iβ)=(cosα+isinhα)·(cosβ+isinβ).上述两方面的右边应相等,且实部等于实部,虚部等于虚部,即得。 最后要说,我说的这种定义方式,直接可以适用于虚数或复数的正弦、余弦,而三角形或单位圆的定义方式就无法直接适用于此。
#sinx求导为什么是cosx#
接下来用七种方法证明 ,当然方法肯定还有很多:
1. 教科书式证法
过程中用到了如下两个极限:对于第一个极限,用教科书式的面积法证明:
2. 教科书式证法之二
关于连续性的教科书式证明如下:
3. 匀速圆周运动法
一个做匀速圆周运动的物体:
4. 弧长公式证明法
用参数方程表示的曲线的弧长公式为:单位圆的参数方程为 :因此角x对应的弧长为:将两端求导,并加上单位圆方程,得到:对方程(1)两端求导,得到:移项并平方
5. 反函数法
考虑单位圆的右半圆周 ,在单位圆弧长公式中,右边是一个正弦值的函数,左边的弧长可以看做弧度制下的角度,这正好与反正弦函数的定义相符.因此我们可以定义弧度制下的反正弦函数:
6. 蛮不讲理级数定义法
7. 蛮不讲理欧拉公式定义法
接下来用七种方法证明 ,当然方法肯定还有很多:
1. 教科书式证法
过程中用到了如下两个极限:对于第一个极限,用教科书式的面积法证明:
2. 教科书式证法之二
关于连续性的教科书式证明如下:
3. 匀速圆周运动法
一个做匀速圆周运动的物体:
4. 弧长公式证明法
用参数方程表示的曲线的弧长公式为:单位圆的参数方程为 :因此角x对应的弧长为:将两端求导,并加上单位圆方程,得到:对方程(1)两端求导,得到:移项并平方
5. 反函数法
考虑单位圆的右半圆周 ,在单位圆弧长公式中,右边是一个正弦值的函数,左边的弧长可以看做弧度制下的角度,这正好与反正弦函数的定义相符.因此我们可以定义弧度制下的反正弦函数:
6. 蛮不讲理级数定义法
7. 蛮不讲理欧拉公式定义法
三角函数
初中的三角函数,限于锐角,茜姐二刷还是不熟练,本来想找一堆题再练练就行了。转头一想,干嘛不试试把高中的三角函数一起教了,从特殊到一般。下午,画了一个单位圆,解释了SIN, COS等,感觉她还可以理解。
高中的三角函数,刚开始学可能会被绕晕的。不过咱有时间,可以慢慢刷,一遍不行,三遍总能弄明白了。
初中的三角函数,限于锐角,茜姐二刷还是不熟练,本来想找一堆题再练练就行了。转头一想,干嘛不试试把高中的三角函数一起教了,从特殊到一般。下午,画了一个单位圆,解释了SIN, COS等,感觉她还可以理解。
高中的三角函数,刚开始学可能会被绕晕的。不过咱有时间,可以慢慢刷,一遍不行,三遍总能弄明白了。
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