Dérivée de cos(x) - Démonstration et Explication

Démonstration

ddxcosx&=limh0cos(x+h)cosxh[2ex]&=limh0cosxcoshsinxsinhcosxh[2ex]&=limh0cosx(cosh1)sinxsinhh[2ex]&=cosxlimh0cosh1hsinxlimh0sinhh[2ex]&=cosx·0sinx·1[2ex]&=sinx

Explication

  1. La démonstration commence par énoncer la définition de la dérivée d’une fonction réelle en un point. Dans ce cas, c’est la dérivée de cos(x) par rapport à x, qui est la limite lorsque h tend vers 0 de cos(x+h)cos(x)h.

  2. L’étape suivante utilise l’identité trigonométrique pour le cosinus d’une somme : cos(A+B)=cos(A)cos(B)sin(A)sin(B). Ici, A est x et B est h. En appliquant cette identité à cos(x+h), on obtient : cos(x)cos(h)sin(x)sin(h).

  3. Le numérateur est ensuite réarrangé en séparant les termes impliquant cos(x) et sin(x). Plus précisément, cos(x) est factorisé à partir des termes le contenant, et nous écrivons l’expression comme cos(x)(cos(h)1)sin(x)sin(h). Le dénominateur h reste inchangé.

  4. La limite est divisée en deux parties en utilisant la règle de la somme pour les limites. Cette règle stipule que la limite d’une somme est égale à la somme des limites, à condition que les deux limites existent. Nous avons donc maintenant deux limites : une pour cos(x)(cos(h)1)h et une autre pour sin(x)sin(h)h.

  5. Nous pouvons évaluer chacune de ces limites séparément. La limite de sin(h)h lorsque h tend vers 0 est égale à 1 (c’est une limite standard). La limite de cos(h)1h lorsque h tend vers 0 est égale à 0 (c’est une autre limite standard). Lorsque nous multiplions ces limites par cos(x) et sin(x) respectivement, nous obtenons cos(x)·0 et sin(x)·1.

  6. En additionnant ces résultats selon la règle de la somme pour les limites, nous obtenons 0sin(x), ce qui se simplifie en sin(x).

CQFD : Par conséquent, la dérivée de cos(x) par rapport à x est sin(x).