Derivada de cos(x) - Prova e Explicação

Prova

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

Explicação

  1. A prova começa declarando a definição da derivada de uma função real em um ponto. Neste caso, é a derivada de cos(x) em relação a x, que é o limite quando h se aproxima de 0 de cos(x+h)cos(x)h.

  2. O próximo passo usa a identidade trigonométrica para o cosseno da soma: cos(A+B)=cos(A)cos(B)sin(A)sin(B). Aqui, A é x e B é h. Aplicando essa identidade a cos(x+h), obtemos: cos(x)cos(h)sin(x)sin(h).

  3. O numerador é então rearranjado, separando os termos que envolvem cos(x) e sin(x). Especificamente, cos(x) é fatorado dos termos que o envolvem, e escrevemos a expressão como cos(x)(cos(h)1)sin(x)sin(h). O denominador h permanece inalterado.

  4. O limite é dividido em duas partes usando a regra da soma para limites. Esta regra afirma que o limite de uma soma é igual à soma dos limites, desde que ambos os limites existam. Portanto, agora temos dois limites: um para cos(x)(cos(h)1)h e outro para sin(x)sin(h)h.

  5. Podemos avaliar cada um desses limites separadamente. O limite de sin(h)h quando h se aproxima de 0 é igual a 1 (este é um limite padrão). O limite de cos(h)1h quando h se aproxima de 0 é igual a 0 (este é outro limite padrão). Quando multiplicamos esses limites por cos(x) e sin(x) respectivamente, obtemos cos(x)·0 e sin(x)·1.

  6. Somando esses resultados conforme a regra da soma para limites, obtemos 0sin(x), que se simplifica para sin(x).

QED: Portanto, a derivada de cos(x) em relação a x é sin(x).