题目
13.设f(x)具有一阶连续导数,且y=e^f(2sinx),求y'.
13.设f(x)具有一阶连续导数,且$y=e^{f(2sinx)}$,求y'.
题目解答
答案
设 $ u = f(2\sin x) $,则 $ y = e^u $。应用链式法则:
1. 求 $ \frac{dy}{du} $:
\[
\frac{dy}{du} = e^u = e^{f(2\sin x)}
\]
2. 求 $ \frac{du}{dx} $:
设 $ v = 2\sin x $,则 $ u = f(v) $,
\[
\frac{du}{dx} = f'(v) \cdot \frac{dv}{dx} = f'(2\sin x) \cdot 2\cos x
\]
3. 综合求导:
\[
y' = \frac{dy}{du} \cdot \frac{du}{dx} = e^{f(2\sin x)} \cdot f'(2\sin x) \cdot 2\cos x
\]
答案:
\[
\boxed{2e^{f(2\sin x)} f'(2\sin x) \cos x}
\]
解析
本题考查复合函数求导的知识,解题思路是利用链式法则逐步对复合函数进行求导。
本题中函数$y = e^{f(2\sin x)}$是一个复合函数,我们可以通过设中间变量的方法,将其分解为多个简单函数,然后根据链式法则$\frac{dy}{dx}=\frac{dy}{du}\cdot\frac{du}{dv}\cdot\frac{dv}{dx}$来求解$y'$。
下面进行详细的计算:
- 设$u = f(2\sin x)$,则$y = e^u$。
- 对$y = e^u$关于$u$求导,根据指数函数求导公式$(e^x)^\prime=e^x$,可得$\frac{dy}{du} = e^u$,将$u = f(2\sin x)$代回,得到$\frac{dy}{du} = e^{f(2\sin x)}$。
- 设$v = 2\sin x$,则$u = f(v)$。
- 先对$v = 2\sin x$关于$x$求导,根据求导公式$(\sin x)^\prime=\cos x$以及常数与函数乘积的求导法则$(cf(x))^\prime = cf^\prime(x)$,可得$\frac{dv}{dx}=(2\sin x)^\prime=2\cos x$。
- 再对$u = f(v)$关于$v$求导,可得$\frac{du}{dv}=f^\prime(v)$,将$v = 2\sin x$代回,得到$\frac{du}{dv}=f^\prime(2\sin x)$。
- 根据链式法则$\frac{du}{dx}=\frac{du}{dv}\cdot\frac{dv}{dx}$,可得$\frac{du}{dx}=f^\prime(2\sin x)\cdot 2\cos x$。
- 最后根据链式法则$y' = \frac{dy}{dx}=\frac{dy}{du} \cdot \frac{du}{dx}$,将$\frac{dy}{du} = e^{f(2\sin x)}$和$\frac{du}{dx}=f^\prime(2\sin x)\cdot 2\cos x$代入,可得:
$y' = e^{f(2\sin x)} \cdot f^\prime(2\sin x) \cdot 2\cos x$