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数学
题目

设函数y=y(x)是由方程1+xy=e∧x+y所确定,求y(0)的导数是多少

设函数y=y(x)是由方程1+xy=e∧x+y所确定,求y(0)的导数是多少

题目解答

答案

将x=0代入方程,得:1=e^y,得y(0)=0
方程两边对x求导:
y+xy'=e^(x+y)*(1+y')
代入x=0, y(0)=0,得:0=1+y',得:y'=-1
故y'(0)=-1

解析

考查要点:本题主要考查隐函数求导法的应用,以及如何通过代入特定点求解导数值。

解题核心思路:

  1. 确定初始值:将$x=0$代入原方程,求出对应的$y(0)$。
  2. 隐函数求导:对原方程两边关于$x$求导,得到关于$y'$的表达式。
  3. 代入求解:将$x=0$和$y(0)$代入导数表达式,解出$y'(0)$。

破题关键点:

  • 隐函数求导的链式法则:对含有$y$的项求导时,需注意$y$是$x$的函数,导数中需包含$y'$。
  • 代数变形:将求导后的方程整理为关于$y'$的线性方程,解出$y'$。

步骤1:求$y(0)$的值

将$x=0$代入原方程$1 + xy = e^{x+y}$:
$1 + 0 \cdot y(0) = e^{0 + y(0)} \implies 1 = e^{y(0)}.$
取自然对数得:
$\ln 1 = y(0) \implies y(0) = 0.$

步骤2:对原方程两边关于$x$求导

左边求导:
$\frac{d}{dx}(1 + xy) = y + x \frac{dy}{dx} = y + x y'.$

右边求导(链式法则):
$\frac{d}{dx} e^{x+y} = e^{x+y} \cdot \frac{d}{dx}(x + y) = e^{x+y} (1 + y').$

步骤3:整理方程并代入$x=0$和$y(0)=0$

将两边导数相等:
$y + x y' = e^{x+y} (1 + y').$
代入$x=0$,$y=0$:
$0 + 0 \cdot y'(0) = e^{0+0} (1 + y'(0)) \implies 0 = 1 \cdot (1 + y'(0)).$
解得:
$y'(0) = -1.$

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