题目
用导数的定义证明:cosx)=-sinx.
用导数的定义证明:

题目解答
答案
根据导数的定义,我们有:

利用三角函数的性质,我们知道当
时,有
和
。所以,我们可以继续化简:

∴我们证明了
。
解析
考查要点:本题要求利用导数的定义证明$\cos x$的导数为$-\sin x$,主要考查对导数定义的理解以及三角函数和角公式的应用,同时需要掌握关键三角函数极限的运用。
解题核心思路:
- 导数定义:从$\cos(x+h)-\cos x$出发,构造差商并取极限。
- 三角恒等式:利用$\cos(x+h)=\cos x \cos h - \sin x \sin h$展开分子。
- 极限拆分:将表达式拆分为两部分,分别应用已知极限$\lim_{h \to 0} \frac{\cos h -1}{h}=0$和$\lim_{h \to 0} \frac{\sin h}{h}=1$。
破题关键点:
- 正确展开$\cos(x+h)$,避免符号错误。
- 合理拆分表达式,分离出与$\cos x$和$\sin x$相关的项。
- 准确应用极限结果,注意极限运算的顺序和合法性。
根据导数的定义,$\cos x$的导数为:
$\begin{aligned}(\cos x)' &= \lim_{h \to 0} \frac{\cos(x+h) - \cos x}{h} \\&= \lim_{h \to 0} \frac{\cos x \cos h - \sin x \sin h - \cos x}{h} \quad \text{(应用和角公式)} \\&= \lim_{h \to 0} \left[ \cos x \cdot \frac{\cos h -1}{h} - \sin x \cdot \frac{\sin h}{h} \right] \quad \text{(提取公因子)} \\&= \cos x \cdot \lim_{h \to 0} \frac{\cos h -1}{h} - \sin x \cdot \lim_{h \to 0} \frac{\sin h}{h} \quad \text{(极限线性性质)} \\&= \cos x \cdot 0 - \sin x \cdot 1 \quad \text{(代入已知极限结果)} \\&= -\sin x.\end{aligned}$
关键步骤说明:
- 和角公式展开:$\cos(x+h)$展开为$\cos x \cos h - \sin x \sin h$,确保符号正确。
- 分子整理:将$\cos(x+h)-\cos x$整理为$\cos x(\cos h -1) - \sin x \sin h$,便于拆分。
- 极限拆分:利用极限的线性性质,将整体拆分为两部分独立计算。
- 代入已知极限:直接应用$\lim_{h \to 0} \frac{\cos h -1}{h}=0$和$\lim_{h \to 0} \frac{\sin h}{h}=1$简化计算。