kaoyan1basic 高等数学 第192题

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## 第192题 (高等数学 - 选择题) $\displaystyle \frac{\mathrm{d}}{\mathrm{d} x} \int_{\cos ^{2} x}^{2 x^{3}} \frac{1}{\sqrt{1+t^{2}}} \mathrm{~d} t=$ (A)$\displaystyle \frac{1}{\sqrt{1+4 x^{6}}}-\frac{1}{\sqrt{1+\cos ^{4} x}}$ . (B)$\displaystyle \frac{6 x^{2}}{\sqrt{1+4 x^{6}}}-\frac{\sin 2 x}{\sqrt{1+\cos ^{4} x}}$ . (C)$\displaystyle \frac{6 x^{2}}{\sqrt{1+4 x^{6}}}+\frac{\sin 2 x}{\sqrt{1+\cos ^{4} x}}$ . (D)$\displaystyle \frac{6 x^{2}}{\sqrt{1+4 x^{6}}}-\frac{1}{\sqrt{1+\cos ^{4} x}}$ .

💡 答案解析

**答案**:B **解析**:步骤1:由变限积分求导公式,$\displaystyle \frac{d}{dx}\int_{\varphi_1(x)}^{\varphi_2(x)}g(t)dt=g(\varphi_2(x))\varphi_2'(x)-g(\varphi_1(x))\varphi_1'(x)$。步骤2:这里$\varphi_2(x)=2x^3$,$\varphi_2'(x)=6x^2$;$\varphi_1(x)=\cos^2 x$,$\varphi_1'(x)=-2\cos x\sin x=-\sin 2x$。步骤3:$\displaystyle g(t)=\frac{1}{\sqrt{1+t^2}}$,代入得$\displaystyle \frac{1}{\sqrt{1+(2x^3)^2}}\cdot6x^2-\frac{1}{\sqrt{1+(\cos^2 x)^2}}\cdot(-\sin 2x)=\frac{6x^2}{\sqrt{1+4x^6}}+\frac{\sin 2x}{\sqrt{1+\cos^4 x}}$。 **难度**:★★☆☆☆

📋 详细解题步骤

步骤 1/3
目标:应用变限积分求导公式
由变限积分求导公式,$\frac{d}{dx}\int_{\varphi_1(x)}^{\varphi_2(x)} g(t) dt = g(\varphi_2(x))\varphi_2'(x) - g(\varphi_1(x))\varphi_1'(x)$。
公式:$\frac{d}{dx}\int_{\varphi_1(x)}^{\varphi_2(x)} g(t) dt = g(\varphi_2(x))\varphi_2'(x) - g(\varphi_1(x))\varphi_1'(x)$
提示:注意上下限函数求导时的符号:上限求导为正,下限求导为负。
步骤 2/3
目标:确定上下限及其导数
这里 $\varphi_2(x)=2x^3$,$\varphi_2'(x)=6x^2$;$\varphi_1(x)=\cos^2 x$,$\varphi_1'(x)=-2\cos x\sin x = -\sin 2x$。
公式:$\frac{d}{dx}\cos^2 x = -\sin 2x$
提示:注意复合函数求导,$\cos^2 x$ 的导数为 $2\cos x \cdot (-\sin x) = -\sin 2x$。
步骤 3/3
目标:代入被积函数并计算
被积函数 $g(t)=\frac{1}{\sqrt{1+t^2}}$,则 $g(\varphi_2(x))=\frac{1}{\sqrt{1+(2x^3)^2}}=\frac{1}{\sqrt{1+4x^6}}$,$g(\varphi_1(x))=\frac{1}{\sqrt{1+(\cos^2 x)^2}}=\frac{1}{\sqrt{1+\cos^4 x}}$。代入公式得:$\frac{1}{\sqrt{1+4x^6}} \cdot 6x^2 - \frac{1}{\sqrt{1+\cos^4 x}} \cdot (-\sin 2x) = \frac{6x^2}{\sqrt{1+4x^6}} + \frac{\sin 2x}{\sqrt{1+\cos^4 x}}$。
公式:$\frac{d}{dx}\int_{\cos^2 x}^{2x^3} \frac{1}{\sqrt{1+t^2}} dt = \frac{6x^2}{\sqrt{1+4x^6}} + \frac{\sin 2x}{\sqrt{1+\cos^4 x}}$
提示:注意负负得正,下限导数前的负号与导数本身负号抵消。

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