Mathematik · Klasse 12 · aktualisiert
Sinus und Cosinus ableiten – Regeln und Beispiele
Die Ableitung von Sinus ist Cosinus, die von Cosinus ist minus Sinus. Du lernst die Grundregeln, den Viererzyklus und die Kettenregel.
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Kurz gesagt
Im Bogenmaß gilt (\sin x)'=\cos x und (\cos x)'=-\sin x. Steht ein Ausdruck g(x) im Sinus oder Cosinus, multiplizierst du nach der Kettenregel mit der inneren Ableitung: (\sin(g(x)))'=g'(x)\cos(g(x)). Beispiel: (\sin(5x))'=5\cos(5x).
Im Bogenmaß gilt: Die Ableitung von \sin x ist \cos x, die Ableitung von \cos x ist -\sin x. Steht im Sinus oder Cosinus ein zusammengesetzter Ausdruck, brauchst du zusätzlich die Kettenregel.
Deine Lernziele
Hake ab, was du schon kannst. Löst du alle Aufgaben eines Abschnitts, hakt Mela das Ziel für dich ab.
4 Abschnitte
Die Grundregeln lauten: (\sin x)'=\cos x (\cos x)'=-\sin x Der wichtigste Unterschied ist das Minuszeichen bei der Cosinusableitung. Wiederholtes Ableiten ergibt einen Zyklus aus vier Schritten: \sin x\longrightarrow\cos x\longrightarrow-\sin x\longrightarrow-\cos x\longrightarrow\sin x Danach beginnt der Ablauf von vorn. Diese Formeln gelten in dieser einfachen Form, wenn x im Bogenmaß gemessen wird. Bei Winkelangaben in Grad musst du zuerst ins Bogenmaß umrechnen.
Definition
Ableitung von Sinus und Cosinus
Für x im Bogenmaß gilt: (\sin x)'=\cos x\qquad(\cos x)'=-\sin x
Beispiel: Ableitung von f(x)=\sin x+\cos x
- 1Summanden einzeln ableiten
- 2f'(x)=\cos x-\sin x
- 3Das Minus entsteht nur beim Ableiten von \cos x.
Teste dich
Bei f(x)=\sin(g(x)) ist g(x) die innere Funktion. Du leitest außen ab, lässt den inneren Ausdruck zunächst stehen und multiplizierst dann mit seiner Ableitung: f'(x)=g'(x)\cos(g(x)) Für eine verkettete Cosinusfunktion gilt entsprechend: \bigl(\cos(g(x))\bigr)'=-g'(x)\sin(g(x))
Beispiel: Ableitung von f(x)=\sin(3x^2+x)
- 1Äußere Ableitung: \cos(3x^2+x), das Innere bleibt stehen
- 2Innere Ableitung: (3x^2+x)'=6x+1
- 3Multiplizieren: f'(x)=(6x+1)\cos(3x^2+x)
- 4Der Faktor 6x+1 darf nicht fehlen.
Teste dich
Summen und konstante Faktoren behandelst du wie bei anderen Funktionen: Du leitest Summanden einzeln ab, konstante Faktoren bleiben stehen. Auch Potenz- und Kettenregel können zusammen auftreten. Bei f(x)=\cos^2x, also f(x)=(\cos x)^2, ergibt sich: f'(x)=2\cos x\cdot(-\sin x)=-2\sin x\cos x
Beispiel: Ableitung von f(x)=3\sin(2x-1)+4
- 1Der Faktor 3 bleibt stehen.
- 2Innere Funktion 2x-1, innere Ableitung 2
- 3Die Konstante 4 fällt weg.
- 4f'(x)=3\cdot2\cos(2x-1)=6\cos(2x-1)
- 5Allgemein: Aus f(x)=a\sin(b(x-c))+d wird f'(x)=ab\cos(b(x-c)).
Teste dich
Achte beim Ableiten auf drei Fragen: Ist die äußere Funktion Sinus oder Cosinus? Was steht vollständig in der Klammer und ist damit die innere Funktion? Welche weitere Regel brauchst du, etwa Summen-, Faktor- oder Potenzregel? Verwechsle nicht \sin(x^2) mit \sin^2x: Bei \sin(x^2) steht x^2 im Sinus. Daher ist die Ableitung 2x\cos(x^2). Bei \sin^2x=(\sin x)^2 wird der ganze Sinus quadriert. Daher ist die Ableitung 2\sin x\cos x.
Merke: Außen ableiten, innen stehen lassen, mit der inneren Ableitung multiplizieren. Beim Cosinus kommt zusätzlich das Minuszeichen hinzu.
Teste dich
Alles auf einen Blick
Sinus und Cosinus ableiten
Grundregeln
Sinus wird Cosinus, Cosinus wird negativer Sinus
Voraussetzung
Winkel im Bogenmaß
Kettenregel
außen ableiten und mit der inneren Ableitung multiplizieren
Weitere Regeln
Summen, Faktoren und Potenzen passend mitführen
Fehlerkontrolle
Minuszeichen und innere Ableitung prüfen
Wiederholtes Ableiten
Viererzyklus
Musteraufgabe · Schritt für Schritt
Ableitung von f(x)=5\cos(4x+1)-2
- 1Der Faktor 5 bleibt stehen, die Konstante -2 fällt weg.
- 2Äußere Ableitung: Aus \cos wird -\sin.
- 3Innere Ableitung: (4x+1)'=4
- 4f'(x)=5\cdot(-\sin(4x+1))\cdot4=-20\sin(4x+1)
Fehler finden
Ableitung von f(x)=\cos(x^2) In einer Zeile steckt ein Fehler. Tippe sie an.
Fehler in Zeile 3Beim Ableiten von Cosinus fehlt das Minuszeichen. Richtig: f'(x)=-2x\sin(x^2).
Lückentext
Wähl in jeder Lücke das passende Wort und prüf dann deine Antworten.
Beim Ableiten von \sin(g(x)) wird Sinus zu . Danach wird mit der multipliziert. Beim Ableiten von Cosinus gehört ein vor den Sinus.
Karteikasten
Erst selbst überlegen, dann umdrehen.
Übung mit Feedback