(d)/(dx)int_(sin x)^cos x cos(pi t^2) , dt = ( ).A. -cos(pi sin^2 x) - cos(pi cos^2 x).B. cos(pi cos^2 x) - cos(pi sin^2 x).C. (sin x + cos x) cos(pi sin^2 x).D. (sin x - cos x) cos(pi sin^2 x).
$\frac{d}{dx}\int_{\sin x}^{\cos x} \cos(\pi t^2) \, dt = (\quad)$. A. $-\cos(\pi \sin^2 x) - \cos(\pi \cos^2 x)$. B. $\cos(\pi \cos^2 x) - \cos(\pi \sin^2 x)$. C. $(\sin x + \cos x) \cos(\pi \sin^2 x)$. D. $(\sin x - \cos x) \cos(\pi \sin^2 x)$.
题目解答
答案
我们要计算的是下面这个导数:
$\frac{d}{dx}\int_{\sin x}^{\cos x} \cos(\pi t^2) \, dt$
第一步:使用变限积分的求导法则
这是一个变上限和变下限的定积分,我们可以使用Leibniz 积分法则(变限积分的求导公式):
$\frac{d}{dx} \int_{a(x)}^{b(x)} f(t) \, dt = f(b(x)) \cdot b'(x) - f(a(x)) \cdot a'(x)$
在这个问题中:
- $ f(t) = \cos(\pi t^2) $
- $ a(x) = \sin x \Rightarrow a'(x) = \cos x $
- $ b(x) = \cos x \Rightarrow b'(x) = -\sin x $
代入公式:
$\frac{d}{dx} \int_{\sin x}^{\cos x} \cos(\pi t^2) \, dt = \cos(\pi (\cos x)^2) \cdot (-\sin x) - \cos(\pi (\sin x)^2) \cdot (\cos x)$
第二步:化简表达式
$= -\sin x \cdot \cos(\pi \cos^2 x) - \cos x \cdot \cos(\pi \sin^2 x)$
我们可以把这个写成:
$= -\cos(\pi \cos^2 x) \cdot \sin x - \cos(\pi \sin^2 x) \cdot \cos x$
第三步:匹配选项
我们逐个看选项:
- A. $-\cos(\pi \sin^2 x) - \cos(\pi \cos^2 x)$ ❌ 不对,缺少乘以 $\sin x$ 和 $\cos x$
- B. $\cos(\pi \cos^2 x) - \cos(\pi \sin^2 x)$ ❌ 不对,符号和系数都不对
- C. $(\sin x + \cos x) \cos(\pi \sin^2 x)$ ❌ 不对
- D. $(\sin x - \cos x) \cos(\pi \sin^2 x)$ ❌ 不对
都不完全匹配。
但如果我们观察一下:
原式是:
$-\cos(\pi \cos^2 x) \cdot \sin x - \cos(\pi \sin^2 x) \cdot \cos x$
可以提取负号:
$= -\left[ \cos(\pi \cos^2 x) \cdot \sin x + \cos(\pi \sin^2 x) \cdot \cos x \right]$
这说明正确答案不在选项 A 到 D 中。
最终答案:
正确答案是:
$\boxed{ -\cos(\pi \cos^2 x) \cdot \sin x - \cos(\pi \sin^2 x) \cdot \cos x }$
但这个表达式不在选项中,说明题目选项可能有误,或者需要重新检查。
如果必须从选项中选一个最接近的:
我们来看哪个选项结构最接近:
- A 是:$-\cos(\pi \sin^2 x) - \cos(\pi \cos^2 x)$
这个是少了乘以 $\sin x$ 和 $\cos x$,但符号和结构最接近。
所以,如果必须从选项中选一个最接近的,选:
$\boxed{A}$
总结:
- 正确的数学表达式是:
$-\cos(\pi \cos^2 x) \cdot \sin x - \cos(\pi \sin^2 x) \cdot \cos x$ - 如果必须从选项中选一个最接近的,选:
$\boxed{A}$