对 y = log(sin x) 关于 x 求导。
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对 y=log(sinx)y=\log(\sin x)y=log(sinx) 关于 xxx 求导,其中 log\loglog 取自然对数。
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 lnu\ln ulnu,内层函数为 u=sinxu=\sin xu=sinx。这就该用链式法则,而不是去套什么对数恒等式。
写出链式法则。 对 y=lnuy=\ln uy=lnu,dydx=1u⋅dudx.\frac{dy}{dx}=\frac{1}{u}\cdot\frac{du}{dx}.dxdy=u1⋅dxdu.
对内层函数求导。 由 u=sinxu=\sin xu=sinx 得 dudx=cosx\dfrac{du}{dx}=\cos xdxdu=cosx。
代回并化简。 dydx=1sinx⋅cosx=cosxsinx=cotx.\frac{dy}{dx}=\frac{1}{\sin x}\cdot\cos x=\frac{\cos x}{\sin x}=\cot x.dxdy=sinx1⋅cosx=sinxcosx=cotx.
注意定义域,并做数值检验。 原函数要求 sinx>0\sin x>0sinx>0,所以导数 cotx\cot xcotx 只在这些区间上成立。在 x=1x=1x=1 处导数为 cot1≈0.642093\cot 1\approx 0.642093cot1≈0.642093,与 ln(sinx)\ln(\sin x)ln(sinx) 在 x=1x=1x=1 处的数值差商吻合。
dydx=cotx\frac{dy}{dx}=\cot xdxdy=cotx
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