题目
曲线 y = x + sin^2 x 在点 ((pi)/(2), 1 + (pi)/(2)) 处的切线方程的斜率是____
曲线 $y = x + \sin^2 x$ 在点 $\left(\frac{\pi}{2}, 1 + \frac{\pi}{2}\right)$ 处的切线方程的斜率是____
题目解答
答案
求函数 $ y = x + \sin^2 x $ 的导数,得
$y' = 1 + 2 \sin x \cos x = 1 + \sin 2x$
在点 $ x = \frac{\pi}{2} $ 处代入,得
$y' \left( \frac{\pi}{2} \right) = 1 + \sin \pi = 1$
或者,使用导数定义计算斜率,同样得到结果为 1。
答案: $\boxed{1}$
解析
本题考查知识点为导数的几何意义,解题思路是先求出曲线所对应函数的导数,再将给定的点的横坐标代入导数表达式,得到的值即为曲线在该点处切线方程的斜率。
- 求函数$y = x + \sin^2 x$的导数:
- 根据求导的加法法则$(u+v)^\prime=u^\prime+v^\prime$,对于$y = x + \sin^2 x$,分别对$x$和$\sin^2 x$求导。
- 对于$y_1 = x$,根据求导公式$(x^n)^\prime=nx^{n - 1}$,这里$n = 1$,所以$y_1^\prime=(x)^\prime=1$。
- 对于$y_2=\sin^2 x$,令$u = \sin x$,则$y_2 = u^2$。
- 根据复合函数求导法则$(f(g(x)))^\prime=f^\prime(g(x))\cdot g^\prime(x)$,先对$y_2 = u^2$关于$u$求导,$y_2^\prime_{u}=(u^2)^\prime = 2u$;再对$u=\sin x$关于$x$求导,$u^\prime_{x}=(\sin x)^\prime=\cos x$。
- 所以$y_2^\prime=y_2^\prime_{u}\cdot u^\prime_{x}=2u\cdot\cos x$,把$u = \sin x$代回,得到$y_2^\prime = 2\sin x\cos x$。
- 根据二倍角公式$\sin2x = 2\sin x\cos x$,则$y_2^\prime=\sin2x$。
- 那么$y^\prime=y_1^\prime + y_2^\prime=1+\sin2x$。
- 求曲线在点$(\frac{\pi}{2},1 + \frac{\pi}{2})$处切线的斜率:
- 由导数的几何意义可知,函数在某点处的导数就是曲线在该点处切线的斜率。
- 把$x = \frac{\pi}{2}$代入$y^\prime = 1+\sin2x$中,得到$y^\prime(\frac{\pi}{2})=1+\sin(2\times\frac{\pi}{2})$。
- 因为$\sin\pi = 0$,所以$y^\prime(\frac{\pi}{2})=1 + 0=1$。