f(x)=(cos )^23x,则f'(3x)=(,,,,,)A、-3sin (6x)B、-3sin (18x)C、-9sin (18x)D、-9sin (6x)
$f(x)={\cos }^{2}3x$,则$f'(3x)=$$\left(\,\,\,\,\,\right)$
$A、$$-3\sin (6x)$
$B、$$-3\sin (18x)$
$C、$$-9\sin (18x)$
$D、$$-9\sin (6x)$
题目解答
答案

解析
本题主要考查复合函数求导法则以及导数的计算。
步骤1:明确函数形式与求导目标
题目给出函数$f(x)=\cos^2 3x$,要求计算$f'(3x)$。注意这里的$f'(3x)$是先对$f(t)$(其中$t=x$)求导,再将$t=3x$代入导数表达式,而非对$f(3x)$直接求导。
步骤2:对$f(x)$求导
$f(x)=\cos^2 3x$是复合函数,可分解为:
外层函数$u^2$($u=\cos 3x\内层函数\(\cos v$($v=3x$)
根据复合函数求导法则$[g(h(x))]'=g'(h(x))\cdot h'(x)$:
$f'(x)=\frac{d}{dx}(\cos^2 3x)=2\cos 3x \cdot \frac{d}{dx}(\cos 3x)$
对$\cos 3x$求导:
$\frac{d}{dx}(\cos 3x)=-\sin 3x \cdot \frac{d}{dx}(3x)=-3\sin 3x$
代入得:
$f'(x)=2\cos 3x \cdot (-3\sin 3x)=-6\cos 3x \sin 3x$
利用二倍角公式$\sin 2\theta=2\sin\theta\cos\theta$,化简:
$f'(x)=-3\cdot 2\sin 3x \cos 3x=-3\sin(6x)$
步骤3:计算$f'(3x)$
将$x$替换为$3x$代入$f'(x)$:
$f'(3x)=-3\sin\left(6\cdot 3x\right)=-3\sin(18x)$