【cosx的平方的导数】在微积分中,求函数的导数是一个基础而重要的内容。对于“cosx的平方”的导数,我们需要运用复合函数的求导法则——链式法则。本文将对这一问题进行总结,并以表格形式清晰展示计算过程和结果。
一、问题解析
函数 $ y = (\cos x)^2 $ 是一个复合函数,可以看作是由外层函数 $ u^2 $ 和内层函数 $ u = \cos x $ 组成的。因此,求其导数时需要使用链式法则:
$$
\frac{dy}{dx} = \frac{d}{du}(u^2) \cdot \frac{du}{dx}
$$
二、计算步骤
1. 外层函数求导:
$ \frac{d}{du}(u^2) = 2u $
2. 内层函数求导:
$ \frac{du}{dx} = \frac{d}{dx}(\cos x) = -\sin x $
3. 代入链式法则:
$$
\frac{dy}{dx} = 2u \cdot (-\sin x) = 2\cos x \cdot (-\sin x) = -2\cos x \sin x
$$
三、简化表达式(可选)
根据三角恒等式,$ \sin(2x) = 2\sin x \cos x $,所以:
$$
-2\cos x \sin x = -\sin(2x)
$$
因此,也可以表示为:
$$
\frac{d}{dx}(\cos x)^2 = -\sin(2x)
$$
四、总结与表格
步骤 | 内容 | 说明 |
1 | 函数形式 | $ y = (\cos x)^2 $ |
2 | 外层函数 | $ u^2 $,其中 $ u = \cos x $ |
3 | 外层导数 | $ \frac{d}{du}(u^2) = 2u $ |
4 | 内层导数 | $ \frac{du}{dx} = -\sin x $ |
5 | 链式法则应用 | $ \frac{dy}{dx} = 2u \cdot (-\sin x) $ |
6 | 代入回原变量 | $ \frac{dy}{dx} = -2\cos x \sin x $ |
7 | 简化形式(可选) | $ -\sin(2x) $ |
五、结论
“cosx的平方”的导数是 $ -2\cos x \sin x $ 或等价地 $ -\sin(2x) $。这个结果通过链式法则得出,适用于所有实数范围内的 $ x $ 值。
如需进一步分析其他三角函数的导数,欢迎继续探讨!