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Ableitungen trigonometrischer Funktionen

Ableitung von cot x: Formel, Beweis und Beispiele

Die Ableitung von cot x ist -csc²x. Mit Beweis über die Quotientenregel, der Form -(1 + cot²x), der Kettenregel für cot(u) und Beispielen wie cot(2x).

Ableitungen trigonometrischer Funktionen Aktualisiert 2 Min. Lesezeit

Auf einen Blick

\frac{d}{dx}\,\cot x = -\csc^2 x
Ableitung
-\csc^2 x für x \ne k\pi
Andere Formen
-\dfrac{1}{\sin^2 x} = -(1 + \cot^2 x)
Mit Kettenregel
\dfrac{d}{dx}\cot u = -\csc^2 u \cdot u'
Steigung bei x = π/2
-\csc^2\frac{\pi}{2} = -1
Als Integral
\int \csc^2 x\,dx = -\cot x + C
Auf dieser Seite
  1. Graph von cot x und seiner Ableitung
  2. Beweis mit der Quotientenregel
  3. Ein zweiter Beweis über tan x
  4. Mit der Kettenregel: Ableitung von cot(u)
  5. Rechenbeispiele
  6. So merkst du es dir
  7. Typische Fehler

Die Ableitung von \cot x ist -\csc^2 x. Sie ist das "Ko"-Gegenstück zu \frac{d}{dx}\tan x = \sec^2 x: Tausche zu den Kofunktionen und setze ein Minuszeichen davor.

\frac{d}{dx}\,\cot x = -\csc^2 x

Graph von cot x und seiner Ableitung

Graph von y = cot x und seiner Ableitung y = -csc²x
Ein Ast von \cot x auf (0, \pi). Er fällt immer, und am flachsten ist er bei x = \frac{\pi}{2}, wo die Steigung -1 beträgt.

Beweis mit der Quotientenregel

Schreibe \cot x = \frac{\cos x}{\sin x} und nutze die Quotientenregel:

\frac{d}{dx}\cot x = \frac{(-\sin x)\sin x - \cos x\cos x}{\sin^2 x} = \frac{-(\sin^2 x + \cos^2 x)}{\sin^2 x}

Der Zähler ist -1, also gilt

\frac{d}{dx}\cot x = -\frac{1}{\sin^2 x} = -\csc^2 x

Ein zweiter Beweis über tan x

Wegen \cot x = (\tan x)^{-1} liefern die Kettenregel und die Ableitung von tan x

-(\tan x)^{-2}\sec^2 x = -\frac{\cos^2 x}{\sin^2 x}\cdot\frac{1}{\cos^2 x} = -\frac{1}{\sin^2 x}

Gleiches Ergebnis. Mit der Identität \csc^2 x = 1 + \cot^2 x kannst du das Ergebnis auch als -(1 + \cot^2 x) schreiben.

Mit der Kettenregel: Ableitung von cot(u)

\frac{d}{dx}\,\cot u = -\csc^2 u\cdot u'
Funktion Innere Funktion u Ableitung
\cot(2x) 2x -2\csc^2(2x)
\cot(x^3) x^3 -3x^2\csc^2(x^3)
\cot\sqrt{x} \sqrt{x} -\frac{\csc^2\sqrt{x}}{2\sqrt{x}}
\cot(\pi - x) \pi - x \csc^2(\pi - x)

Rechenbeispiele

Beispiel 1: eine Potenz. \frac{d}{dx}\cot^2 x = 2\cot x\cdot(-\csc^2 x) = -2\cot x\csc^2 x.

Beispiel 2: ein Produkt. \frac{d}{dx}(x\cot x) = \cot x - x\csc^2 x.

Beispiel 3: ein Wert. Bei x = \frac{\pi}{4} ist \csc\frac{\pi}{4} = \sqrt{2}, die Steigung ist also -(\sqrt{2})^2 = -2. Die Tangente durch \left(\frac{\pi}{4}, 1\right) lautet y = 1 - 2\left(x - \frac{\pi}{4}\right).

Beispiel 4: der Logarithmus des Sinus. \frac{d}{dx}\ln(\sin x) = \frac{\cos x}{\sin x} = \cot x. Leitest du noch einmal ab, erhältst du -\csc^2 x. Deshalb gilt \int\cot x\,dx = \ln\lvert\sin x\rvert + C, siehe das Integral von cot x.

So merkst du es dir

Stell \cot x neben \tan x. Die Ableitung des Tangens ist \sec^2 x. Tausche jede Funktion gegen ihr "Ko"-Gegenstück, Tangens gegen Kotangens und Sekans gegen Kosekans, und setze ein Minuszeichen davor. So erhältst du -\csc^2 x ganz ohne Beweis. Derselbe Tausch funktioniert für jedes Paar trigonometrischer Ableitungen, du musst dir also nur drei der sechs Ergebnisse merken. Ein kurzer Blick auf den Graphen bestätigt das Vorzeichen: Jeder Ast des Kotangens fällt von links nach rechts, seine Steigung muss also immer negativ sein. In der Nähe der Asymptoten bei Vielfachen von \pi wird er immer steiler, denn dort wächst \csc^2 x über alle Grenzen.

Typische Fehler

  1. Das Minuszeichen weglassen. Der Kotangens fällt immer, also muss seine Ableitung negativ sein.
  2. -\csc x\cot x schreiben. Das ist die Ableitung von csc x, ein anderes Ergebnis.
  3. -\sec^2 x schreiben. Das Quadrat gehört zum Kosekans, dem Partner des Sekans.

Die ganze Familie auf einen Blick findest du im Artikel über die Ableitungen trigonometrischer Funktionen.

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Häufig gestellte Fragen

Was ist die Ableitung von cot x?

Die Ableitung von \cot x ist -\csc^2 x = -\frac{1}{\sin^2 x}.

Wie beweist man die Ableitung von cot x?

Schreibe \cot x = \frac{\cos x}{\sin x}. Die Quotientenregel liefert \frac{-\sin^2 x - \cos^2 x}{\sin^2 x} = -\frac{1}{\sin^2 x} = -\csc^2 x.

Was ist die Ableitung von cot(2x)?

Mit der Kettenregel: -2\csc^2(2x).

Was ist die Ableitung von cot²x?

Sie lautet 2\cot x\cdot(-\csc^2 x) = -2\cot x\csc^2 x.

Geschrieben vom PracticeCalculus-Team

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