题目
y =arctan1+x-|||-1-x, y ' = ( ) a 1+x-|||-1-x b 1+x-|||-1-x c 1+x-|||-1-x d 1+x-|||-1-x
y =arctan
, y ' = ( )
a
b
c
d
题目解答
答案
y'=
=
=
=
故选C。
解析
考查要点:本题主要考查反三角函数的导数公式及复合函数求导法则的应用,特别是对arctan函数的导数规则和分式函数的求导方法的掌握。
解题核心思路:
- 外层函数导数:利用arctan(u)的导数公式$\frac{d}{du} \arctan(u) = \frac{1}{1+u^2}$。
- 内层函数导数:对分式$u = \frac{1+x}{1-x}$使用商的求导法则。
- 化简表达式:通过代数运算将结果化简为最简形式。
破题关键点:
- 链式法则的正确应用,即外层导数乘以内层导数。
- 分式求导时分子和分母的导数计算需准确。
- 代数化简时注意通分和合并同类项。
步骤1:求外层函数导数
设$u = \frac{1+x}{1-x}$,则$y = \arctan(u)$。根据反三角函数导数公式:
$\frac{dy}{du} = \frac{1}{1+u^2} = \frac{1}{1+\left(\frac{1+x}{1-x}\right)^2}.$
步骤2:求内层函数导数
对$u = \frac{1+x}{1-x}$使用商的求导法则:
$\frac{du}{dx} = \frac{(1+x)'(1-x) - (1+x)(1-x)'}{(1-x)^2} = \frac{(1)(1-x) - (1+x)(-1)}{(1-x)^2} = \frac{2}{(1-x)^2}.$
步骤3:链式法则结合
将外层导数和内层导数相乘:
$\frac{dy}{dx} = \frac{1}{1+\left(\frac{1+x}{1-x}\right)^2} \cdot \frac{2}{(1-x)^2}.$
步骤4:化简表达式
- 通分处理:
$1+\left(\frac{1+x}{1-x}\right)^2 = \frac{(1-x)^2 + (1+x)^2}{(1-x)^2} = \frac{2(1+x^2)}{(1-x)^2}.$ - 代入化简:
$\frac{dy}{dx} = \frac{(1-x)^2}{2(1+x^2)} \cdot \frac{2}{(1-x)^2} = \frac{1}{1+x^2}.$