Если вычислять произведение тригонометрических функций по общей
схеме, то мы столкнемся с довольно сложным предельным
переходом. Гораздо проще найти производные тригонометрических
функций, используя соображения механики. Это тем более естественно,
что тригонометрические функции были введены нами для описания
вращательного движения.
Пусть точка
А движется с
единичной скоростью по окружности радиуса
1 с центром в
начале координат
О в
положительном направлении. Координаты точки
А в момент
времени
t равны
cos t и
sin t. Вектор
мгновенной скорости точки
А в момент
времени
t направлен по
касательной к окружности в точке
А, и в силу
теоремы о перпендикулярности касательной к радиусу, проведенному в
точку касания, вектор
перпендикулярен вектору
Вычислим координаты вектора
Отложив от точки
O вектор
мы получим вектор
координаты которого равны координатам вектора
Далее, так как движение точки
A по окружности
происходит с единичной скоростью, то длина вектора
равна
1,поэтому
длина вектора
также равна
1.
Следовательно, точка
B лежит на
окружности.
Вектор
перпендикулярен вектору
поэтому если
то
Таким образом, координаты вектора
равны
и
С другой стороны, координаты вектора скорости
являются производными от координат точки
A,
следовательно
Найдем производную функции
Упражнения. Используя динамическую модель
движения точки по единичной окружности с единичной скоростью,найдите ответы на вопросы.
1. Определите координаты вектора
скорости в момент, когда координаты точки x=-0,6и y=-0,8соответственно
2. Определите производные синуса и
косинуса для чисел, синус и косинус которых равны 0,8 и-0,6соответственно.
Примеры.
1)
2)
3)
4)
5)
2. Производные тангенса и котангенса
Вычислим производную функции
Так как , то по правилу дифференцирования дроби получим:
Аналогично
Таким образом,