题目
设 int f(x) , dx = (3)/(4) ln sin 4x + C,则 f(x) = (A. 3 cos 4xB. 3 cot 4xC. cot 4xD. - cot 4x
设 $\int f(x) \, dx = \frac{3}{4} \ln \sin 4x + C$,则 $f(x) = ($
A. $3 \cos 4x$
B. $3 \cot 4x$
C. $\cot 4x$
D. $- \cot 4x$
题目解答
答案
B. $3 \cot 4x$
解析
本题考查原函数与导函数的关系:若$\int f(x)dx=F(x)+C$,则$f(x)=F'(x)$。解题关键是对给定的原函数$\frac{3}{4}\ln\sin4x + C$求导,得到被积函数$f(x)$。
步骤1:回顾复合函数求导法则
对于复合函数$y=\ln u$($u=\sin v$,$v=4x$),其导数为:
$\frac{dy}{dx}=\frac{dy}{du}\cdot\frac{du}{dv}\cdot\frac{dv}{dx}$
步骤2:对$\frac{3}{4}\ln\sin4x$求导
- 外层函数$\ln u$的导数:$\frac{d}{du}(\ln u)=\frac{1}{u}$,代入$u=\sin4x$得$\frac{1}{\sin4x}$;
- 中层函数$\sin v$的导数:$\frac{d}{dv}(\sin v)=\cos v$,代入$v=4x$得$\cos4x$;
- 内层函数$4x$的导数:$\frac{d}{dx}(4x)=4$。
根据复合函数求导法则:
$\frac{d}{dx}\left(\frac{3}{4}\ln\sin4x\right)=\frac{3}{4}\cdot\left(\frac{1}{\sin4x}\cdot\cos4x\cdot4\right)$
步骤3:化简导数结果
- 分子分母中的$4$约分得:$\frac{3}{4}\cdot\left(\frac{4\cos4x}{\sin4x}\right)=3\cdot\frac{\cos4x}{\sin4x}$;
- 根据三角函数关系$\cot\theta=\frac{\cos\theta}{\sin\theta}$,得$3\cot4x$。