题目
函数y=[xf(x^2)]^2的导数是()。A. 2xf(x^2)f(x^2)+2x^2f'(x^2)B. f(x^2)[f(x^2)+2x^2f'(x^2)]C. 2xf(x^2)[f(x^2)+f'(x^2)]D. 2xf(x^2)[f(x^2)+2x^2f'(x^2)]
函数$y=[xf(x^2)]^2$的导数是()。
A. $2xf(x^2)f(x^2)+2x^2f'(x^2)$
B. $f(x^2)[f(x^2)+2x^2f'(x^2)]$
C. $2xf(x^2)[f(x^2)+f'(x^2)]$
D. $2xf(x^2)[f(x^2)+2x^2f'(x^2)]$
题目解答
答案
D. $2xf(x^2)[f(x^2)+2x^2f'(x^2)]$
解析
本题考查复合函数求导的知识。解题思路是先根据复合函数求导法则,设出中间变量,将原函数逐步分解,然后运用乘法法则和链式法则进行求导。
设$u = xf(x^2)$,则原函数$y = u^2$。
- 先对$y = u^2$关于$u$求导,根据求导公式$(x^n)^\prime=nx^{n - 1}$可得:
$y^\prime_{u}=2u$ - 再对$u = xf(x^2)$关于$x$求导,根据乘法法则$(uv)^\prime = u^\prime v + uv^\prime$,这里$u = x$,$v = f(x^2)$。
- 对$u = x$求导,根据求导公式$(x^n)^\prime=nx^{n - 1}$可得$u^\prime=(x)^\prime = 1$。
- 对$v = f(x^2)$求导,设$t = x^2$,则$v = f(t)$,根据链式法则$v^\prime_{x}=v^\prime_{t}\cdot t^\prime_{x}$。
- 对$t = x^2$求导,根据求导公式$(x^n)^\prime=nx^{n - 1}$可得$t^\prime=(x^2)^\prime = 2x$。
- 对$v = f(t)$关于$t$求导,可得$v^\prime_{t}=f^\prime(t)=f^\prime(x^2)$。
- 所以$v^\prime_{x}=v^\prime_{t}\cdot t^\prime_{x}=f^\prime(x^2)\cdot 2x = 2xf^\prime(x^2)$。
- 那么$u^\prime_{x}=(xf(x^2))^\prime=(x)^\prime f(x^2)+x\cdot 2xf^\prime(x^2)=f(x^2)+2x^2f^\prime(x^2)$。
- 最后根据复合函数求导法则$y^\prime_{x}=y^\prime_{u}\cdot u^\prime_{x}$,将$y^\prime_{u}=2u$和$u^\prime_{x}=f(x^2)+2x^2f^\prime(x^2)$代入可得:
$y^\prime_{x}=2u\cdot(f(x^2)+2x^2f^\prime(x^2))$
把$u = xf(x^2)$代回上式得:
$y^\prime_{x}=2xf(x^2)[f(x^2)+2x^2f^\prime(x^2)]$