Hogyan találja meg a tan (x - y) = x származékát?

Hogyan találja meg a tan (x - y) = x származékát?
Anonim

Válasz:

# (Dy) / (dx) = x ^ 2 / (1 + x ^ 2) #

Magyarázat:

Feltételezem, hogy meg akarja találni # (Dy) / (dx) #. Ehhez először egy kifejezésre van szükség # Y # szempontjából #x#. Megjegyezzük, hogy ez a probléma számos megoldást tartalmaz #tan (X) # időszakos funkciók, #tan (x-y) = X # több megoldással rendelkeznek. Mivel azonban ismerjük a tangens funkció időtartamát (# Pi #), megtehetjük a következőket: # X-Y = tan ^ (- 1) x + NPI #, hol #tan ^ (- 1) # a tangens inverz függvénye, amely értékeket ad # -PI / 2 # és # Pi / 2 # és a tényező # # NPI a tangens periodicitását figyelembe véve.

Ez ad nekünk # Y = x-tan ^ (- 1) X-NPI #, ebből adódóan # (Dy) / (dx) = 1-d / (dx) tan ^ (- 1) x #, vegye figyelembe, hogy a tényező # # NPI eltűnt. Most meg kell találnunk # D / (dx) tan ^ (- 1) x #. Ez elég bonyolult, de megvalósítható a fordított függvénytétel segítségével.

Beállítás # U = tan ^ (- 1) x #, nekünk van # X = tanu = Sinu / COSU #, így # (Dx) / (du) = (cos ^ 2u + sin ^ 2u) / cos ^ 2u = 1 / cos ^ 2u #a hányadosszabály és néhány trigonometrikus identitás használatával. Az inverz függvény tételt használva (amely azt állítja, hogy ha # (Dx) / (du) # folyamatos és nem nulla, van # (Du) / (dx) = 1 / ((dx) / (du)) #), nekünk van # (Du) / (dx) = cos ^ 2u #. Most ki kell fejeznünk # Cos ^ 2 egység # x-ben kifejezve.

Ehhez néhány trigonometriát használunk. A jobb oldali háromszög oldalakkal #ABC# hol # C # a hypotenuse és # A, b # csatlakozik a megfelelő szöghez. Ha # U # a szög, ahol az oldal # C # keresztezi az oldalt # A #, nekünk van # X = tanu = b / a #. A szimbólumokkal #ABC# az egyenletekben ezeknek az éleknek a hosszát jelöljük. # COSU = a / c # és Pythagoras-tétel segítségével # C = sqrt (a ^ 2 + b ^ 2) = asqrt (1+ (b / a) ^ 2) = asqrt (1 + x ^ 2) #. Ez ad # COSU = 1 / sqrt (1 + x ^ 2) #, így # (Du) / (dx) = 1 / (1 + x ^ 2) #.

Mivel # U = tan ^ (- 1) x #, ezt helyettesíthetjük egyenletünkre # (Dy) / (dx) # és megtalálni # (Dy) / (dx) = 1-1 / (1 + x ^ 2) = x ^ 2 / (1 + x ^ 2) #.