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Calculus · real student question

对 y = log(sin x) 关于 x 求导。

Question

对 y=log⁡(sin⁡x)y=\log(\sin x) 关于 xx 求导,其中 log⁡\log 取自然对数。

Step-by-step solution

  1. 看清复合结构。 这个函数是一个对数套着一个三角函数,也就是 ln⁡u\ln u,内层函数为 u=sin⁡xu=\sin x。这就该用链式法则,而不是去套什么对数恒等式。

  2. 写出链式法则。 对 y=ln⁡uy=\ln u,dydx=1u⋅dudx.\frac{dy}{dx}=\frac{1}{u}\cdot\frac{du}{dx}.

  3. 对内层函数求导。 由 u=sin⁡xu=\sin x 得 dudx=cos⁡x\dfrac{du}{dx}=\cos x。

  4. 代回并化简。 dydx=1sin⁡x⋅cos⁡x=cos⁡xsin⁡x=cot⁡x.\frac{dy}{dx}=\frac{1}{\sin x}\cdot\cos x=\frac{\cos x}{\sin x}=\cot x.

  5. 注意定义域,并做数值检验。 原函数要求 sin⁡x>0\sin x>0,所以导数 cot⁡x\cot x 只在这些区间上成立。在 x=1x=1 处导数为 cot⁡1≈0.642093\cot 1\approx 0.642093,与 ln⁡(sin⁡x)\ln(\sin x) 在 x=1x=1 处的数值差商吻合。

Answer

dydx=cot⁡x\frac{dy}{dx}=\cot x

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