sinの微分

sin の導関数を定義に従って書くと次の通り:

(\sin x)':=\lim_{h\to0}\frac{\sin(x+h)-\sin x}{h}.

ここで分子の sin の引き算をわざと次のように式変形する:

\sin(x+h)-\sin x=\sin\left((x+\frac{h}{2})+\frac{h}{2}\right)-\sin\left((x+\frac{h}{2})-\frac{h}{2}\right)=2\cos\left(x+\frac{h}{2}\right)\sin\left(\frac{h}{2}\right).

「そんな卑怯な式変形思いつかん」などとは言わないで欲しい。数学なんて解けたもん勝ちである。この式変形を利用すると微分の極限の計算ができる:

\lim_{h\to0}\frac{\sin(x+h)-\sin x}{h}=\lim_{h\to0}\frac{2\cos\left(x+\frac{h}{2}\right)\sin\left(\frac{h}{2}\right)}{h}=\lim_{h\to0}\cos\left(x+\frac{h}{2}\right)\times\lim_{h\to0}\frac{\sin\left(\frac{h}{2}\right)}{\frac{h}{2}}=\cos(x+0)\times 1=\cos x

というわけで公式(\sin x)'=\cos xの出来上がり。