若f(sin⁡x)=2−cos⁡2xf(\sin x)=2-\cos 2x,则 f(cos⁡x)f(\cos x)等于()()
A. 3−cos⁡2x3-\cos 2x
B. 3−sin⁡2x3-\sin 2x
C. 3+cos⁡2x3+\cos 2x
D. 2+cos⁡2x2+\cos 2x

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完整解法

1. 利用二倍角公式将已知函数解析式中的自变量统一为 $\sin x$

已知 f(sin⁡x)=2−cos⁡2xf(\sin x) = 2 - \cos 2x。
根据二倍角公式,有 cos⁡2x=1−2sin⁡2x\cos 2x = 1 - 2\sin^2 x。
将其代入原式得:
f(sin⁡x)=2−(1−2sin⁡2x)=1+2sin⁡2xf(\sin x) = 2 - (1 - 2\sin^2 x) = 1 + 2\sin^2 x

2. 通过换元法求出函数 $f(x)$ 的解析式并代入 $\cos x$

令 t=sin⁡xt = \sin x,其中 t∈[−1,1]t \in [-1, 1]。
则有 f(t)=1+2t2f(t) = 1 + 2t^2。
因为当自变量为 cos⁡x\cos x 时,其值域亦为 [−1,1][-1, 1],故可将 cos⁡x\cos x 代入解析式:
f(cos⁡x)=1+2cos⁡2xf(\cos x) = 1 + 2\cos^2 x

3. 利用二倍角公式对 $f(\cos x)$ 的结果进行化简

由余弦二倍角公式可知 2cos⁡2x=1+cos⁡2x2\cos^2 x = 1 + \cos 2x。
代入得:
f(cos⁡x)=1+(1+cos⁡2x)=2+cos⁡2xf(\cos x) = 1 + (1 + \cos 2x) = 2 + \cos 2x

故选 D。

答案

D

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