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Derivadas trigonométricas

Derivada de cos x: fórmula, demonstração e exemplos

A derivada de cos x é -sen x. Veja a demonstração por limite, uma demonstração rápida a partir do sen x, a regra da cadeia para cos(u) e exemplos.

Derivadas trigonométricas Atualizado 2 min de leitura

Visão geral

\frac{d}{dx}\,\cos x = -\sin x
Derivada
-\sin x para todo x real
Com a regra da cadeia
\dfrac{d}{dx}\cos u = -\sin u \cdot u'
Derivada segunda
-\cos x
Unidades
x precisa estar em radianos
Versão para integrais
\int \cos x\,dx = \sin x + C
Nesta página
  1. Gráfico de cos x e de sua derivada
  2. Demonstração pela definição de limite
  3. Uma demonstração mais rápida usando sen x
  4. A versão com a regra da cadeia: derivada de cos(u)
  5. Exemplos resolvidos
  6. Como lembrar o sinal
  7. Erros comuns

A derivada de \cos x é -\sin x. O cosseno começa no seu pico em x = 0 e desce, então sua inclinação para x positivo pequeno é negativa, o que confere com -\sin x < 0.

\frac{d}{dx}\,\cos x = -\sin x

Gráfico de cos x e de sua derivada

Gráfico de y = cos x e de sua derivada y = -sen x
Onde \cos x desce, -\sin x fica abaixo do eixo. No pico x = 0 a inclinação é 0, e em x = \frac{\pi}{2} a inclinação é -1.

Demonstração pela definição de limite

A fórmula do cosseno da soma dá \cos(x + h) = \cos x\cos h - \sin x\sin h. Então

\frac{\cos(x + h) - \cos x}{h} = \cos x\cdot\frac{\cos h - 1}{h} - \sin x\cdot\frac{\sin h}{h}

Com \frac{\cos h - 1}{h} \to 0 e \frac{\sin h}{h} \to 1:

\frac{d}{dx}\cos x = \cos x\cdot 0 - \sin x\cdot 1 = -\sin x

Uma demonstração mais rápida usando sen x

Escreva \cos x = \sin\left(\frac{\pi}{2} - x\right). Então, pela regra da cadeia e pela derivada de sen x:

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

usando \cos\left(\frac{\pi}{2} - x\right) = \sin x. O -1 da função de dentro é de onde vem o sinal de menos.

A versão com a regra da cadeia: derivada de cos(u)

\frac{d}{dx}\,\cos u = -\sin u\cdot u'
Função Função de dentro u Derivada
\cos(5x) 5x -5\sin(5x)
\cos(x^3) x^3 -3x^2\sin(x^3)
\cos(1 - x) 1 - x \sin(1 - x)
\cos(\ln x) \ln x -\frac{\sin(\ln x)}{x}

Na terceira linha dois sinais de menos se cancelam.

Exemplos resolvidos

Exemplo 1: um produto. \frac{d}{dx}\left(e^x\cos x\right) = e^x\cos x - e^x\sin x = e^x(\cos x - \sin x), pela regra do produto.

Exemplo 2: um quociente. \frac{d}{dx}\frac{\cos x}{x} = \frac{-x\sin x - \cos x}{x^2}, pela regra do quociente.

Exemplo 3: movimento. A posição de uma mola é s(t) = 4\cos(2t). Sua velocidade é v(t) = -8\sin(2t) e sua aceleração é a(t) = -16\cos(2t) = -4s(t). A aceleração sempre aponta de volta para o centro.

Exemplo 4: uma tangente horizontal. \frac{d}{dx}(x + 2\cos x) = 1 - 2\sin x. Ela vale 0 quando \sin x = \frac{1}{2}, ou seja, em x = \frac{\pi}{6} e x = \frac{5\pi}{6} no intervalo [0, 2\pi).

Como lembrar o sinal

Imagine o círculo trigonométrico. O cosseno é a coordenada horizontal. Quando o ângulo cresce a partir de 0, o ponto se move para cima e para a esquerda, então a coordenada horizontal diminui. Uma grandeza que diminui tem taxa de variação negativa, e é por isso que a derivada é -\sin x e não +\sin x.

Erros comuns

  1. Esquecer o sinal de menos. Este é o erro mais comum nas derivadas trigonométricas. Lembre: funções com "co" levam um menos.
  2. Confusão com dois sinais de menos. \frac{d}{dx}(-\cos x) = \sin x, positivo.
  3. Esquecer o u'. \frac{d}{dx}\cos(4x) = -4\sin(4x), não -\sin(4x).

O caminho inverso está na página da integral de cos x. A página da função cosseno mostra seu gráfico e seus valores principais.

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Seno, cosseno e tangente

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Perguntas frequentes

Qual é a derivada de cos x?

A derivada de \cos x é -\sin x.

Qual é a derivada de cos(2x)?

Pela regra da cadeia, -\sin(2x) \cdot 2 = -2\sin(2x).

Por que a derivada de cos x é negativa?

Logo à direita de x = 0, o cosseno começa a cair do seu pico enquanto o seno é positivo. Uma curva descendo tem inclinação negativa, então a derivada tem de ser -\sin x, e não \sin x.

Qual é a derivada de cos²x?

É 2\cos x \cdot(-\sin x) = -2\sin x\cos x = -\sin 2x.

Escrito pela equipe do PracticeCalculus

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