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数学の教科書《フーリエ変換の理解を目的とした関数解析入門》  作者: リョーシリキガク


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cosの微分

■ cosのグラフ


•時計の針の先っぽの横の動き(=左右の動き)をグラフにすると、それが cos波 になります。


cosの微分もsinと同様に見ていきましょう。


■ 3時の瞬間(cos = 1)

針が右を向いたとき:

•横の動き(cos)は 最大です(=1)

•でもその瞬間、針の動きとしては……?

→ 縦にしか動かず、横方向への変化はまったくないんです。止まってるようなもの。


つまり、


cosが1のとき、変化のスピード(=傾き)は0


■ 12時の瞬間(cos = 0)

12時ちょうど、つまり針が真上を向いているとき:

•cosの値(横の位置)は 0です。

•でも針の動きは? 


→ この瞬間、横に最も速く動いている状態です!


つまり、


cosが0のとき、変化のスピード(=傾き)は最大



■ 9時のとき(cos = -1)

今度は、針が左を向いたとき:

•横の動き(cos)は 最小です(=-1)

•針の動きとしては、 横方向への変化は0


■ 6時の瞬間(cos = 0)

6時ちょうど、つまり針が真下を向いているとき:

•cosの値(横の位置)は 0です。

•左に最も速く針が動いている


つまり、

cosが0のとき、変化のスピード(=傾き)は最大。ですが、左に動いているので、マイナスの方向に一番大きいことになります。



■ このズレこそが「微分の波」


このように、元のcos波が最大のときに、変化は0で、元のcos波が0のときに、変化は最大。


つまり:

cosの波と、その変化(微分)は、“山がズレてる”んです。


このズレこそ、数学的には「微分すると、cosは-sinになる」という意味です。


分かりにくければ、映像で時計の動きを見てみるのもいいかもしれません。

「sin cosの意味」や「単位円」などのキーワードと合わせて調べると出てくるはずです。

ちなみに時計を検索ワードに入れると、パイロット用の時計が出てきました。

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