本文包含三角函数所有基本知识
函数 ( y = \sin(\omega t) ) 的导数推导
问题:求函数 ( y = \sin(\omega t) ) 的导数,其中 (\omega) 是常数,( t ) 是自变量。
推导过程:
应用链式法则:
设中间变量 ( u = \omega t ),则原函数可表示为复合函数:
[
y = \sin(u), \quad u = \omega t
]分步求导:
- 外层函数(正弦函数)的导数:
[
\frac{dy}{du} = \cos(u)
] - 内层函数(线性函数)的导数:
[
\frac{du}{dt} = \omega
]
- 外层函数(正弦函数)的导数:
链式法则组合:
[
\frac{dy}{dt} = \frac{dy}{du} \cdot \frac{du}{dt} = \cos(u) \cdot \omega
]代回原变量:
将 ( u = \omega t ) 代入结果:
[
\frac{dy}{dt} = \omega \cos(\omega t)
]
最终结果:
[
\boxed{\dfrac{d}{dt}\left(\sin(\omega t)\right) = \omega \cos(\omega t)}
]
关键说明
- 链式法则:适用于复合函数求导,公式为 (\frac{dy}{dt} = \frac{dy}{du} \cdot \frac{du}{dt})。
- 物理意义:若 ( t ) 代表时间,该结果表示简谐振动的瞬时速度(振幅为 ( \omega ) 的余弦波)。
- 验证:当 ( \omega = 1 ) 时,退化为标准正弦函数的导数 (\cos(t)),与基本公式一致。 ( ysin() )导数推导问题求函数 = \omega t 的其中 (\ 是( t是自变量推导过程1.链式:
设中间 u = t \原函数复合 \ y =(u), u = t
]
分步**:
外层正弦函数导数:
[
{dy} =(u)
]
内层线性函数导数:
[
{du} =
3.式法则:
\dy}{ = \dy}{ \cdot{du} =(u) \omega ]
代变量将 ( \omega 代入:
\dy}{ = \cos()
**最终:
\boxed{d}{left(\omega t) = \cos t)}
关键- 法则复合函数,公式frac{dt}frac{du} \frac}{dt- **: ( 代表该简谐振速度(为 ( )的余弦)。
验证 ( = 时化为标准函数的导数cos(t与公式一致