题目
已知 y=f(2x) '(x)=arctan (x)^2, 计算 dfrac (dy)(dx)(|)_(x=dfrac {1)(2)}

题目解答
答案

解析
考查要点:本题主要考查复合函数的导数计算,需要运用链式法则,并正确代入给定的导数表达式。
解题核心思路:
- 识别复合函数结构:函数$y = f(2x)$中,外层函数是$f(u)$,内层函数是$u = 2x$。
- 应用链式法则:导数$\dfrac{dy}{dx} = f'(u) \cdot \dfrac{du}{dx}$,其中$f'(u)$由题目给出的$f'(x) = \arctan(x^2)$替换变量得到。
- 代入具体值:将$x = \dfrac{1}{2}$代入导数表达式,计算最终结果。
破题关键点:
- 正确替换变量:将$f'(2x)$中的变量替换为$2x$,即$f'(2x) = \arctan((2x)^2)$。
- 注意运算顺序:先计算$4x^2$,再代入$\arctan$函数。
-
应用链式法则
设$u = 2x$,则$y = f(u)$。根据链式法则:
$\dfrac{dy}{dx} = f'(u) \cdot \dfrac{du}{dx} = f'(2x) \cdot 2$ -
代入$f'(x)$的表达式
题目给出$f'(x) = \arctan(x^2)$,因此:
$f'(2x) = \arctan((2x)^2) = \arctan(4x^2)$ -
组合导数表达式
将$f'(2x)$代入链式法则的结果:
$\dfrac{dy}{dx} = 2 \cdot \arctan(4x^2)$ -
代入$x = \dfrac{1}{2}$
计算$4x^2$:
$4 \left( \dfrac{1}{2} \right)^2 = 4 \cdot \dfrac{1}{4} = 1$
因此:
$\dfrac{dy}{dx} \Bigg|_{x = \dfrac{1}{2}} = 2 \cdot \arctan(1) = 2 \cdot \dfrac{\pi}{4} = \dfrac{\pi}{2}$