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数学
题目

设 int f(x) dx = (3)/(4) ln sin 4x + C,则 f(x) = ( )A. 3 cos 4xB. - cot 4xC. cot 4xD. 3 cot 4x

设 $\int f(x) dx = \frac{3}{4} \ln \sin 4x + C$,则 $f(x) = ($ $)$

A. $3 \cos 4x$

B. $- \cot 4x$

C. $\cot 4x$

D. $3 \cot 4x$

题目解答

答案

D. $3 \cot 4x$

解析

考查要点:本题主要考查不定积分与导数的互逆关系,以及复合函数求导法则的应用。

解题核心思路:题目给出不定积分的结果,要求原函数$f(x)$。根据积分与导数的互逆性,只需对积分结果求导即可得到$f(x)$。关键在于正确应用链式法则,处理复合函数的导数。

破题关键点:

  1. 明确积分与导数的关系:$\int f(x) dx = F(x) + C \Rightarrow f(x) = F'(x)$。
  2. 正确求导复合函数:对$\ln \sin 4x$求导时,需逐层应用链式法则,注意系数的处理。

已知$\int f(x) dx = \frac{3}{4} \ln \sin 4x + C$,求$f(x)$。

步骤1:对积分结果求导
根据不定积分的定义,$f(x)$是积分结果的导数:
$f(x) = \frac{d}{dx} \left( \frac{3}{4} \ln \sin 4x \right)$

步骤2:应用链式法则
设$u = \sin 4x$,则外层函数为$\frac{3}{4} \ln u$,其导数为:
$\frac{3}{4} \cdot \frac{1}{u} \cdot \frac{du}{dx} = \frac{3}{4} \cdot \frac{1}{\sin 4x} \cdot \frac{d}{dx} (\sin 4x)$

步骤3:计算内层导数
$\frac{d}{dx} (\sin 4x) = 4 \cos 4x$,代入得:
$f(x) = \frac{3}{4} \cdot \frac{1}{\sin 4x} \cdot 4 \cos 4x = 3 \cdot \frac{\cos 4x}{\sin 4x} = 3 \cot 4x$

结论:$f(x) = 3 \cot 4x$,对应选项D。

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