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数学
题目

设(x)=(e)^2xtan x, 则(x)=(e)^2xtan x . (x)=(e)^2xtan x(x)=(e)^2xtan x(x)=(e)^2xtan x(x)=(e)^2xtan x

设, 则 . 

题目解答

答案

已知, 则,

则,

则根据导数的定义可得,

。

故答案选.

解析

考查要点:本题主要考查导数的计算,特别是乘积法则的应用,以及二阶导数的求解。同时,题目中涉及指数函数与三角函数的复合求导,需要熟练掌握基本导数公式。

解题核心思路:

  1. 一阶导数:利用乘积法则对$f(x)=e^{2x}\tan x$求导,得到$f'(x)$。
  2. 二阶导数:对$f'(x)$再次求导,或利用导数的定义式计算$f''(0)$。
  3. 代入$x=0$:注意$\tan 0=0$,$\sec 0=1$,$e^0=1$,简化计算。

破题关键点:

  • 乘积法则的正确应用,避免符号或系数错误。
  • 极限化简技巧,如利用$\tan x \sim x$(当$x \to 0$时)简化表达式。

步骤1:求一阶导数$f'(x)$
根据乘积法则:
$\begin{aligned}f'(x) &= \frac{d}{dx}\left(e^{2x}\right) \cdot \tan x + e^{2x} \cdot \frac{d}{dx}(\tan x) \\&= 2e^{2x} \tan x + e^{2x} \sec^2 x \\&= e^{2x} \tan x (2 + \tan x) + e^{2x}.\end{aligned}$

步骤2:计算$f'(0)$
代入$x=0$:
$f'(0) = e^{0} \cdot 0 \cdot (2 + 0) + e^{0} = 0 + 1 = 1.$

步骤3:利用导数定义求$f''(0)$
根据二阶导数定义:
$f''(0) = \lim_{x \to 0} \frac{f'(x) - f'(0)}{x} = \lim_{x \to 0} \frac{e^{2x} \tan x (2 + \tan x) + e^{2x} - 1}{x}.$

步骤4:拆分极限并化简
将分子拆分为两部分:
$\begin{aligned}f''(0) &= \lim_{x \to 0} \left[ \frac{e^{2x} \tan x (2 + \tan x)}{x} + \frac{e^{2x} - 1}{x} \right] \\&= \underbrace{\lim_{x \to 0} e^{2x} \cdot \frac{\tan x}{x} \cdot (2 + \tan x)}_{\text{第一部分}} + \underbrace{\lim_{x \to 0} \frac{e^{2x} - 1}{x}}_{\text{第二部分}}.\end{aligned}$

步骤5:计算各部分极限

  • 第一部分:当$x \to 0$时,$e^{2x} \to 1$,$\tan x \sim x$,故$\frac{\tan x}{x} \to 1$,$\tan x \to 0$,因此极限为$1 \cdot 1 \cdot 2 = 2$。
  • 第二部分:利用极限公式$\lim_{x \to 0} \frac{e^{kx} - 1}{x} = k$,得$\lim_{x \to 0} \frac{e^{2x} - 1}{x} = 2$。

步骤6:合并结果
$f''(0) = 2 + 2 = 4.$

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