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数学
题目

6. =xarcsin dfrac (x)(2)+sqrt (4-{x)^2}

题目解答

答案

解析

考查要点:本题主要考查乘积法则和链式法则的应用,以及对反三角函数导数和根式函数导数的掌握。

解题核心思路:

  1. 将函数拆分为两个部分:$x \cdot \arcsin \frac{x}{2}$ 和 $\sqrt{4 - x^2}$,分别求导后相加。
  2. 第一部分使用乘积法则,其中$\arcsin \frac{x}{2}$的导数需用链式法则计算。
  3. 第二部分直接应用链式法则求导。
  4. 注意代数化简,确保中间步骤的符号和分母正确。

破题关键点:

  • 乘积法则的正确应用,避免漏项。
  • 反三角函数导数公式的准确记忆与变形。
  • 代数运算中分子分母的化简,尤其是分母的平方根处理。

函数分解:
$y = x \cdot \arcsin \frac{x}{2} + \sqrt{4 - x^2}$

分步求导:

第一部分:$x \cdot \arcsin \frac{x}{2}$

  1. 乘积法则:
    $\frac{d}{dx}[u \cdot v] = u' \cdot v + u \cdot v'$
    其中 $u = x$,$v = \arcsin \frac{x}{2}$。
  2. 计算$u'$:
    $u' = \frac{d}{dx} x = 1$
  3. 计算$v'$(链式法则):
    $v' = \frac{d}{dx} \arcsin \frac{x}{2} = \frac{1}{\sqrt{1 - \left( \frac{x}{2} \right)^2}} \cdot \frac{1}{2} = \frac{1}{\sqrt{4 - x^2}}$
  4. 代入乘积法则:
    $\frac{d}{dx} \left( x \cdot \arcsin \frac{x}{2} \right) = 1 \cdot \arcsin \frac{x}{2} + x \cdot \frac{1}{\sqrt{4 - x^2}}$

第二部分:$\sqrt{4 - x^2}$

  1. 链式法则:
    $\frac{d}{dx} (4 - x^2)^{1/2} = \frac{1}{2} (4 - x^2)^{-1/2} \cdot (-2x) = -\frac{x}{\sqrt{4 - x^2}}$

合并结果

将两部分导数相加:
$\begin{aligned}y' &= \left( \arcsin \frac{x}{2} + \frac{x}{\sqrt{4 - x^2}} \right) + \left( -\frac{x}{\sqrt{4 - x^2}} \right) \\&= \arcsin \frac{x}{2}\end{aligned}$

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