题目
函数y=tan x的导数是( )。A. sec^2xB. cos^2xC. sin^2xD. cot^2x
函数$y=\tan x$的导数是( )。
A. $\sec^{2}x$
B. $\cos^{2}x$
C. $\sin^{2}x$
D. $\cot^{2}x$
题目解答
答案
A. $\sec^{2}x$
解析
本题考查三角函数的求导知识,解题思路是先将正切函数$y = \tan x$转化为$\frac{\sin x}{\cos x}$的形式,再利用除法求导公式$(\frac{u}{v})^\prime=\frac{u^\prime v - uv^\prime}{v^2}$进行求导,最后结合三角函数的基本关系化简结果。
- 将正切函数转化为分式形式:
已知$y = \tan x$,根据三角函数关系$\tan x=\frac{\sin x}{\cos x}$,则$y = \frac{\sin x}{\cos x}$。 - 确定$u$、$v$及其导数:
设$u = \sin x$,$v = \cos x$。
根据求导公式$(\sin x)^\prime=\cos x$,可得$u^\prime = (\sin x)^\prime = \cos x$;
根据求导公式$(\cos x)^\prime=-\sin x$,可得$v^\prime = (\cos x)^\prime = -\sin x$。 - 应用除法求导公式求$y^\prime$:
根据除法求导公式$(\frac{u}{v})^\prime=\frac{u^\prime v - uv^\prime}{v^2}$,将$u = \sin x$,$v = \cos x$,$u^\prime = \cos x$,$v^\prime = -\sin x$代入可得:
$y^\prime = (\frac{\sin x}{\cos x})^\prime=\frac{\cos x\cdot\cos x - \sin x\cdot(-\sin x)}{\cos^2 x}$ - 化简求导结果:
对$\frac{\cos x\cdot\cos x - \sin x\cdot(-\sin x)}{\cos^2 x}$进行化简,根据三角函数平方关系$\sin^2 x + \cos^2 x = 1$,可得:
$y^\prime=\frac{\cos^2 x + \sin^2 x}{\cos^2 x}=\frac{1}{\cos^2 x}$
又因为$\sec x = \frac{1}{\cos x}$,所以$\frac{1}{\cos^2 x}=\sec^2 x$,即$y^\prime = \sec^2 x$。