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Differentiation Rules

Trig Derivatives in Ferris Wheel Motion

Description

Trig derivatives can be understood through the motion of a Ferris wheel. As the wheel turns at a constant speed, a rider’s height above the ground changes in a smooth, repeating pattern over time. That vertical motion can be modeled with a sine function, because it matches the rise and fall of circular motion.

Transcript

一定速度で回転する観覧車を考えてみましょう。点の端の垂直高さは時間とともに滑らかに変化し、正弦波に従って変化します。

ライダーの身長変化率も、波のように滑らかかつ周期的に変化します。この変化率は正弦関数の微分と一致します。

正弦 x の微分を求めるには、微分の極限定義から始め、それを正弦 x に適用します。

まず、加算式を用いて(x + h)の正弦を展開します。次に項を並べ替え、sine xとcosine xを因数分解します。

hがゼロに近づくと、余弦h-1/hはゼロに近づき、正弦h/hは1に近づきます。

これらの極限を代入すると、正弦 x の微分は余弦 x であることがわかります。

同じアプローチで、余弦xの微分...