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Dérivées trigonométriques

Dérivée de csc x : formule, démonstration et exemples

La dérivée de csc x est -csc x cot x. Démonstration à partir de 1/sin x, version composée pour csc(u), courbe et exemples corrigés comme csc(3x).

Dérivées trigonométriques Mis à jour Lecture : 2 min

En bref

\frac{d}{dx}\,\csc x = -\csc x\cot x
Dérivée
-\csc x\cot x pour x \ne k\pi
Avec sin et cos
-\dfrac{\cos x}{\sin^2 x}
Forme composée
\dfrac{d}{dx}\csc u = -\csc u\cot u \cdot u'
Pente en x = π/2
-\csc\frac{\pi}{2}\cot\frac{\pi}{2} = 0
Version intégrale
\int \csc x\cot x\,dx = -\csc x + C
Sur cette page
  1. Courbe de csc x et de sa dérivée
  2. Démonstration par la règle de dérivation en chaîne
  3. Un schéma à connaître
  4. La version composée : dérivée de csc(u)
  5. Autres exemples corrigés
  6. Comment lire la courbe
  7. Erreurs fréquentes

La dérivée de \csc x est -\csc x\cot x. La cosécante vaut \frac{1}{\sin x} et, comme toute fonction trigonométrique en « co », sa dérivée porte un signe moins.

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

Courbe de csc x et de sa dérivée

Courbe de y = csc x et de sa dérivée y = -csc x cot x
Une branche de \csc x sur (0, \pi). Elle descend jusqu'à un minimum en x = \frac{\pi}{2}, où la pente vaut 0, puis remonte.

Démonstration par la règle de dérivation en chaîne

Écrivons \csc x = (\sin x)^{-1}. Avec la règle de dérivation en chaîne :

\frac{d}{dx}(\sin x)^{-1} = -(\sin x)^{-2}\cdot\cos x = -\frac{\cos x}{\sin^2 x}

On sépare la fraction :

-\frac{\cos x}{\sin^2 x} = -\frac{1}{\sin x}\cdot\frac{\cos x}{\sin x} = -\csc x\cot x

C'est un cas particulier du schéma de la dérivée de 1/x, \frac{d}{dx}\frac{1}{u} = -\frac{u'}{u^2}, avec u = \sin x.

Un schéma à connaître

Les six dérivées trigonométriques vont par paires. On remplace chaque fonction par sa partenaire en « co » et on change le signe :

Fonction Dérivée Partenaire Dérivée
\sin x \cos x \cos x -\sin x
\tan x \sec^2 x \cot x -\csc^2 x
\sec x \sec x\tan x \csc x -\csc x\cot x

Si vous connaissez la dérivée de sec x, vous obtenez donc celle de \csc x gratuitement.

La version composée : dérivée de csc(u)

\frac{d}{dx}\,\csc u = -\csc u\cot u\cdot u'

Exemple 1. \frac{d}{dx}\csc(3x) = -3\csc(3x)\cot(3x).

Exemple 2. \frac{d}{dx}\csc(x^2) = -2x\csc(x^2)\cot(x^2).

Exemple 3. \frac{d}{dx}\csc\left(\frac{x}{2}\right) = -\frac{1}{2}\csc\frac{x}{2}\cot\frac{x}{2}.

Autres exemples corrigés

Exemple 4 : un produit. \frac{d}{dx}(x^2\csc x) = 2x\csc x - x^2\csc x\cot x.

Exemple 5 : une puissance. \frac{d}{dx}\csc^2 x = 2\csc x\cdot(-\csc x\cot x) = -2\csc^2 x\cot x.

Exemple 6 : une valeur. En x = \frac{\pi}{6}, \csc\frac{\pi}{6} = 2 et \cot\frac{\pi}{6} = \sqrt{3}, donc la pente vaut -2\sqrt{3} \approx -3.46. La courbe y descend fortement, ce qui correspond au graphique.

Comment lire la courbe

Chaque branche de la cosécante a la forme d'un U situé au-dessus ou au-dessous de l'axe. Sur la branche supérieure entre 0 et \pi, la courbe descend sur la moitié gauche et monte sur la moitié droite, avec son point le plus bas en x = \frac{\pi}{2}. La dérivée raconte la même histoire : négative à gauche, nulle en bas, positive à droite. Près des asymptotes en 0 et \pi, la courbe est presque verticale, donc la dérivée y devient très grande en valeur absolue. Garder cette image en tête permet de vérifier rapidement le signe de tout résultat calculé.

Erreurs fréquentes

  1. Oublier le signe moins. La règle des « co » : \cos, \cot et \csc ont toutes des dérivées négatives.
  2. Écrire -\cot^2 x ou -\csc^2 x. -\csc^2 x est la dérivée de \cot x. La dérivée de \csc x est -\csc x\cot x.
  3. Se tromper d'inverse. \csc x = \frac{1}{\sin x}, et non \frac{1}{\cos x}.

Le côté intégrale est traité sur la page intégrale de csc x. Pour vous entraîner davantage, faites les exercices de dérivées trigonométriques.

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Questions fréquentes

Quelle est la dérivée de csc x ?

La dérivée de \csc x est -\csc x\cot x.

Comment démontrer la dérivée de csc x ?

On écrit \csc x = (\sin x)^{-1}. La règle de dérivation en chaîne donne -(\sin x)^{-2}\cos x = -\frac{1}{\sin x}\cdot\frac{\cos x}{\sin x} = -\csc x\cot x.

Quelle est la dérivée de csc(2x) ?

Par la règle de dérivation en chaîne, -2\csc(2x)\cot(2x).

cosec x et csc x, est-ce la même chose ?

Oui. Les deux désignent \frac{1}{\sin x}, et la dérivée de cosec x est -\operatorname{cosec}x\cot x.

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