Ces pauvres fonctions trigonométriques ne concernent que les élèves de Première Scientifique. Cela dit, tout le monde peut s'intéresser à ce qui suit...

Dérivées des fonctions trigonométriques :
Le pourquoi...

Au travers de cette page, nous allons étudier la dérivabilité des fonctions trigonométriques. Nous traiterons :

La fonction sinus La fonction cosinus La fonction tangente

A présent, place aux choses sérieuses !

 

Dérivée de la fonction sinus.
La fonction sinus est définie sur R. Comme nous le verrons, elle y est aussi dérivable.
La démonstration ci-dessous repose sur la formule du sinus d'une somme.

sin(a + b) = sin(a) . cos(b) + cos(a) . sin(b)

Ainsi que sur deux limites particulières :

Cliquer pour connaître le pourquoi de cette affaire...                Cliquer pour connaître le pourquoi de cette autre affaire...

x est un réel fixé.

Pour déterminer si sinus est dérivable en x, nous devons étudier la limite de  lorsque h tend vers 0.

Pour tout h non nul, on peut écrire que :

Donc lorsque la limite de lorsque h tend vers 0 est égale à cos(x).

Conclusion : la fonction sinus est dérivable sur ]- ; +[. Pour tout réel  x :

(sin)'(x) = cos(x)

 

Dérivée de la fonction cosinus.
La fonction cosinus est définie et dérivable sur R.
Pour effectuer notre démonstration, nous aurions pu partir de la formule :

En utilisant la dérivée d'une fonction composée, nous obtiendrions alors celle du cosinus.
Notre raisonnement suivra le même cheminement que la fonction sinus. Il repose sur :

  • La formule du cosinus d'une somme :
    cos(a + b) = cos(a) . cos(b) - sin(a) .sin(b)
  • Les deux limites particulières :
    Cliquer pour connaître le pourquoi de cette affaire...                Cliquer pour connaître le pourquoi de cette autre affaire...

x est un réel fixé.

Pour déterminer si sinus est dérivable en x, nous devons étudier la limite de  lorsque h tend vers 0.

Pour tout h non nul, on peut écrire que :

Donc lorsque la limite de lorsque h tend vers 0 est égale à - sin(x).

Conclusion : la fonction cosinus est dérivable sur ]- ; +[. Pour tout réel  x :

(cos)'(x) = - sin(x)

 

Dérivée de la fonction tangente.
Comme ses deux prédécesseurs, cette brave fonction tangente est dérivable là où elle est définie. C'est-à-dire pas partout !

On peut écrire que pour tout réel

x est un réel fixé tel que .

Pour déterminer si tangente est dérivable en x, nous allons utiliser la formule de dérivation du quotient.

Attendus que :

  • sinus et cosinus sont dérivables en x (car ils le sont sur R).
  • le dénominateur cosinus ne s'annule pas en .

alors on peut dire que la fonction tangente est dérivable en x. De plus :

Conclusion : la fonction tangente est dérivable en tout réel . Pour chacun de ceux-ci :


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