同济高数 第2章 第2-1-12题

教材习题

📝 题目

12.求曲线 $y=\sin x$ 在具有下列横坐标的各点处切线的斜率:

$$ x=\frac{2}{3} \pi, \quad x=\pi $$

💡 答案解析

[AI解答]

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我们需要求曲线 $ y = \sin x $ 在指定点处切线的斜率。 切线斜率即为函数在该点的导数值。

首先,求导数: $$ y' = \frac{d}{dx}(\sin x) = \cos x $$

**第一步:当 $ x = \frac{2}{3}\pi $ 时** 代入导数公式: $$ y'\left( \frac{2}{3}\pi \right) = \cos\left( \frac{2}{3}\pi \right) $$ 由于 $\displaystyle \frac{2}{3}\pi = \pi - \frac{\pi}{3}$,利用诱导公式: $$ \cos\left( \pi - \frac{\pi}{3} \right) = -\cos\frac{\pi}{3} = -\frac{1}{2} $$ 所以斜率为 $-\frac{1}{2}$。

**第二步:当 $ x = \pi $ 时** 代入导数公式: $$ y'(\pi) = \cos\pi = -1 $$ 所以斜率为 $-1$。

**最终答案:** $$ \boxed{-\frac{1}{2}} \quad \text{和} \quad \boxed{-1} $$

难度:★☆☆☆☆ (仅需基本导数公式和三角函数值计算,步骤简单。)

📋 详细解题步骤

步骤 1/3
目标:求导数
函数 y = sin x 的导数为 y' = cos x。
公式:y' = cos x
提示:导数表示切线斜率。
步骤 2/3
目标:计算 x = 2π/3 处的斜率
代入 x = 2π/3,得 y' = cos(2π/3)。利用诱导公式 cos(π - π/3) = -cos(π/3) = -1/2。
公式:cos(2π/3) = -1/2
提示:2π/3 = π - π/3,余弦在第二象限为负。
步骤 3/3
目标:计算 x = π 处的斜率
代入 x = π,得 y' = cos π = -1。
公式:cos π = -1
提示:π 弧度对应 180°,余弦值为 -1。

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