题目
(选择题,4分)函数y=tan x的导数是()。A. sec^2xB. cos^2xC. sin^2xD. cot^2x
(选择题,4分)函数$y=\tan x$的导数是()。
A. $\sec^{2}x$
B. $\cos^{2}x$
C. $\sin^{2}x$
D. $\cot^{2}x$
题目解答
答案
A. $\sec^{2}x$
解析
本题考查三角函数的求导知识,解题思路是先将正切函数$y = \tan x$转化为正弦函数与余弦函数的商的形式,再利用除法求导公式$(\frac{u}{v})^\prime=\frac{u^\prime v - uv^\prime}{v^2}$进行求导,最后结合三角函数的基本关系化简得出结果。
- 首先,根据三角函数的定义,将$y = \tan x$转化为$y=\frac{\sin x}{\cos x}$,这里令$u = \sin x$,$v = \cos x$。
- 然后,分别对$u$和$v$求导:
- 根据求导公式$(\sin x)^\prime=\cos x$,可得$u^\prime = (\sin x)^\prime=\cos x$。
- 根据求导公式$(\cos x)^\prime=-\sin x$,可得$v^\prime = (\cos x)^\prime=-\sin x$。
- 接着,利用除法求导公式$(\frac{u}{v})^\prime=\frac{u^\prime v - uv^\prime}{v^2}$对$y=\frac{\sin x}{\cos x}$求导:
- 将$u = \sin x$,$v = \cos x$,$u^\prime = \cos x$,$v^\prime = -\sin x$代入公式,可得$y^\prime=\frac{\cos x\cdot\cos x - \sin x\cdot(-\sin x)}{\cos^{2}x}$。
- 最后,对分子进行化简:
- 根据三角函数的平方关系$\sin^{2}x+\cos^{2}x = 1$,对$y^\prime$的分子$\cos^{2}x + \sin^{2}x$进行化简,可得$y^\prime=\frac{\cos^{2}x + \sin^{2}x}{\cos^{2}x}=\frac{1}{\cos^{2}x}$。
- 又因为$\sec x=\frac{1}{\cos x}$,所以$\frac{1}{\cos^{2}x}=\sec^{2}x$,即$y^\prime=\sec^{2}x$。