Derivada de csc(x) - Prova e Explicação

Prova

Começamos definindo csc(x) como 1sin(x). Para encontrar a derivada, usamos a regra do quociente, que afirma que a derivada de um quociente uv é u′v−uv′v2.

Aqui, seja u=1 e v=sin(x). A derivada de u com relação a x é 0 já que é uma constante, e a derivada de v=sin(x) é cos(x).

Aplicando a regra do quociente, temos:

ddxcsc(x)=0·sin(x)−1·cos(x)sin2(x)=−cos(x)sin2(x)

Em seguida, simplificamos −cos(x)sin2(x). Isso pode ser reescrito como −1sin(x)·cos(x)sin(x), que simplifica para −csc(x)cot(x).

Assim, a derivada de csc(x) é:

ddxcsc(x)=−csc(x)·cot(x)

Explicação

Para entender essa derivada, primeiro reconhecemos que csc(x) é o recíproco da função seno, definida como csc(x)=1sin(x). Isso significa que para qualquer ângulo x, csc(x) representa a razão da hipotenusa pelo cateto oposto em um triângulo retângulo.

Ao encontrar a derivada de csc(x), usamos a regra do quociente porque envolve a divisão de duas funções. De acordo com a regra do quociente, a derivada de uma função expressa como uv é u′v−uv′v2, onde u e v são funções de x.

No nosso caso, escolhemos u=1 (uma função constante) e v=sin(x). A derivada de uma constante (1) é 0, e a derivada de sin(x) é cos(x).

Aplicando essas derivadas na regra do quociente, encontramos:

ddxcsc(x)=0·sin(x)−1·cos(x)sin2(x)

Isso simplifica para −cos(x)sin2(x) já que o termo 0·sin(x) é zero e −1·cos(x) é −cos(x).

Em seguida, simplificamos −cos(x)sin2(x). Pode ser expresso como −1sin(x)·cos(x)sin(x). Aqui, 1sin(x) é a definição de csc(x), e cos(x)sin(x) é cot(x). Portanto, a expressão simplifica para −csc(x)cot(x).

Portanto, a derivada de csc(x) com relação a x é −csc(x)·cot(x).