题目
设 y = y(x) 是由方程 e^y sin x - y + 1 = 0 确定的隐函数,则 dy|_(x=0) = ( )A. dxB. edxC. e^2 dxD. (1-e)dx
设 $y = y(x)$ 是由方程 $e^y \sin x - y + 1 = 0$ 确定的隐函数,则 $dy|_{x=0} = (\quad)$
A. $dx$
B. $edx$
C. $e^2 dx$
D. $(1-e)dx$
题目解答
答案
B. $edx$
解析
考查要点:本题主要考查隐函数求导的方法,以及如何在特定点求微分值。
解题核心思路:
- 隐函数求导:对原方程两边同时关于$x$求导,注意使用链式法则和乘积法则。
- 整理表达式:将导数$\frac{dy}{dx}$的项合并,解出$\frac{dy}{dx}$的表达式。
- 代入特定点:先通过原方程求出$x=0$时对应的$y$值,再代入导数表达式计算具体数值。
- 微分形式:根据导数结果写出微分$dy = \frac{dy}{dx} dx$。
破题关键点:
- 正确应用求导法则,尤其是处理$e^y \sin x$项的乘积法则和链式法则。
- 代入$x=0$时,先求出对应的$y$值,避免直接假设$y=0$。
- 符号处理:整理方程时注意分母的符号变化,确保最终表达式正确。
对原方程 $e^y \sin x - y + 1 = 0$ 两边关于$x$求导:
-
求导过程:
- 第一项:$e^y \sin x$ 使用乘积法则:
$\frac{d}{dx}(e^y \sin x) = e^y \frac{dy}{dx} \sin x + e^y \cos x$ - 第二项:$-y$ 的导数为 $-\frac{dy}{dx}$
- 第三项:常数$1$的导数为$0$
整理得:
$e^y \frac{dy}{dx} \sin x + e^y \cos x - \frac{dy}{dx} = 0$ - 第一项:$e^y \sin x$ 使用乘积法则:
-
解出$\frac{dy}{dx}$:
提取$\frac{dy}{dx}$的公因子:
$\frac{dy}{dx} (e^y \sin x - 1) = -e^y \cos x$
解得:
$\frac{dy}{dx} = \frac{e^y \cos x}{1 - e^y \sin x}$ -
代入$x=0$时的$y$值:
当$x=0$时,原方程变为:
$e^y \cdot 0 - y + 1 = 0 \implies y = 1$ -
计算$\frac{dy}{dx}\big|_{x=0}$:
将$y=1$和$x=0$代入导数表达式:
$\frac{dy}{dx}\bigg|_{x=0} = \frac{e^1 \cdot \cos 0}{1 - e^1 \cdot \sin 0} = \frac{e \cdot 1}{1 - 0} = e$ -
微分形式:
$dy\bigg|_{x=0} = e \, dx$