已知 f  ⁣1(x)=sin⁡x−cos⁡xf{\,\!}_{1}( x)=\sin x-\cos x , fn  ⁣+1(x)f_{n}{\,\!}_{+1}( x)是 fn(x)f_{n}( x)的导函数,即 f  ⁣2(x)=f  ⁣1′(x)f{\,\!}_{2}( x)=f{\,\!}_{1}′( x), f  ⁣3(x)=f  ⁣2′(x)f{\,\!}_{3}( x)=f{\,\!}_{2}′( x),……, fn  ⁣+1(x)=fn′(x)f_{n}{\,\!}_{+1}( x)=f_{n}′( x), n∈N∗n∈N^{*},则 f  ⁣2012(x)=f{\,\!}_{2012}( x)=( )
A. sin⁡x+cos⁡x\sin x+\cos x
B. sin⁡x−cos⁡x\sin x-\cos x
C. −sin⁡x+cos⁡x-\sin x+\cos x
D. −sin⁡x−cos⁡x-\sin x-\cos x

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完整解法

1. 依次求出 $f_2(x), f_3(x), f_4(x), f_5(x)$ 的表达式

已知 f1(x)=sin⁡x−cos⁡xf_1(x) = \sin x - \cos x。
根据导数公式,求得:
f2(x)=f1′(x)=(sin⁡x−cos⁡x)′=cos⁡x−(−sin⁡x)=sin⁡x+cos⁡xf_2(x) = f_1'(x) = (\sin x - \cos x)' = \cos x - (-\sin x) = \sin x + \cos x
f3(x)=f2′(x)=(sin⁡x+cos⁡x)′=cos⁡x−sin⁡xf_3(x) = f_2'(x) = (\sin x + \cos x)' = \cos x - \sin x
f4(x)=f3′(x)=(cos⁡x−sin⁡x)′=−sin⁡x−cos⁡xf_4(x) = f_3'(x) = (\cos x - \sin x)' = -\sin x - \cos x
f5(x)=f4′(x)=(−sin⁡x−cos⁡x)′=−cos⁡x−(−sin⁡x)=sin⁡x−cos⁡xf_5(x) = f_4'(x) = (-\sin x - \cos x)' = -\cos x - (-\sin x) = \sin x - \cos x

2. 分析导函数的周期性变化规律

观察可得 f5(x)=f1(x)=sin⁡x−cos⁡xf_5(x) = f_1(x) = \sin x - \cos x。
由此可知,函数序列 fn(x)f_n(x) 的值呈现以 44 为周期的循环,即 fn+4(x)=fn(x)f_{n+4}(x) = f_n(x),其中 n∈N∗n \in \mathbb{N}^*。

3. 结合周期性计算 $f_{2012}(x)$ 的值

计算项数:
2012÷4=503…02012 \div 4 = 503 \dots 0
因此,f2012(x)=f4(x)=−sin⁡x−cos⁡xf_{2012}(x) = f_4(x) = -\sin x - \cos x
故选项D正确。

答案

D

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