题目
由方程xy=e^x+y确定的隐函数x=x(y)的导数(dx)/(dy)=()A. (x(y-1))/(y(1-x))B. (y(x-1))/(x(1-y))C. (y(1+x))/(x(y-1))D. (x(1+y))/(y(x-1))
由方程$xy=e^{x+y}$确定的隐函数$x=x(y)$的导数$\frac{dx}{dy}=$()
A. $\frac{x(y-1)}{y(1-x)}$
B. $\frac{y(x-1)}{x(1-y)}$
C. $\frac{y(1+x)}{x(y-1)}$
D. $\frac{x(1+y)}{y(x-1)}$
题目解答
答案
A. $\frac{x(y-1)}{y(1-x)}$
解析
本题考查隐函数求导的知识点。解题思路是对方程两边同时关于$y$求导,然后通过移项、化简等操作求出$\frac{dx}{dy}$。
已知方程$xy = e^{x + y}$,等式两边同时对$y$求导:
- 对等式左边$xy$求导:
根据乘积的求导法则$(uv)^\prime = u^\prime v + uv^\prime$,这里$u = x$,$v = y$,$y$对$y$求导为$1$,$x$对$y$求导为$\frac{dx}{dy}$,所以$(xy)^\prime = \frac{dx}{dy} \cdot y + x \cdot 1 = y\frac{dx}{dy} + x$。 - 对等式右边$e^{x + y}$求导:
根据复合函数求导法则,令$u = x + y$,则$(e^{x + y})^\prime = (e^u)^\prime \cdot u^\prime$,$(e^u)^\prime = e^u$,$u^\prime = \frac{dx}{dy} + 1$,所以$(e^{x + y})^\prime = e^{x + y} \cdot (\frac{dx}{dy} + 1)$。
此时得到等式$y\frac{dx}{dy} + x = e^{x + y} \cdot (\frac{dx}{dy} + 1)$。
因为$xy = e^{x + y}$,将其代入上式可得$y\frac{dx}{dy} + x = xy \cdot (\frac{dx}{dy} + 1)$。
展开右边式子得$y\frac{dx}{dy} + x = xy\frac{dx}{dy} + xy$。
移项可得$y\frac{dx}{dy} - xy\frac{dx}{dy} = xy - x$。
提取公因式$\frac{dx}{dy}$得$\frac{dx}{dy}(y - xy) = x(y - 1)$。
进一步变形为$\frac{dx}{dy} \cdot y(1 - x) = x(y - 1)$。
两边同时除以$y(1 - x)$,解得$\frac{dx}{dy} = \frac{x(y - 1)}{y(1 - x)}$。