题目
11. (7.0分) 由参数方程{}x=2t-t^2,y=3t-t^3,.
11. (7.0分)
由参数方程$\left\{\begin{matrix}x=2t-t^{2},\\y=3t-t^{3},\end{matrix}\right.$所确定的函数的二阶导数$\frac{d^{2}y}{dx^{2}}=().$
A. $\frac{3}{4(1-t)};$
B. $\frac{3}{2};$
C. $\frac{3}{2}(1+t);$
D. $\frac{3}{4(1-t^{2})}.$
题目解答
答案
A. $\frac{3}{4(1-t)};$
解析
考查要点:本题主要考查参数方程的二阶导数求解方法,需要熟练掌握参数方程求导的链式法则及分步计算技巧。
解题核心思路:
- 一阶导数:利用参数方程求导公式 $\frac{dy}{dx} = \frac{\frac{dy}{dt}}{\frac{dx}{dt}}$,分别对 $x(t)$ 和 $y(t)$ 求导后相除。
- 二阶导数:对一阶导数关于 $t$ 求导,再除以 $\frac{dx}{dt}$,即 $\frac{d^2y}{dx^2} = \frac{d}{dt}\left(\frac{dy}{dx}\right) \div \frac{dx}{dt}$。
破题关键点:
- 化简一阶导数:通过因式分解约分简化表达式,避免后续计算复杂化。
- 注意分母不为零:当 $\frac{dx}{dt} = 0$ 时,函数可能不可导,但本题未涉及该点。
步骤1:求一阶导数 $\frac{dy}{dx}$
- 求 $\frac{dx}{dt}$ 和 $\frac{dy}{dt}$:
$\frac{dx}{dt} = 2 - 2t, \quad \frac{dy}{dt} = 3 - 3t^2$ - 代入参数方程求导公式:
$\frac{dy}{dx} = \frac{3 - 3t^2}{2 - 2t} = \frac{3(1 - t^2)}{2(1 - t)} = \frac{3(1 + t)}{2} \quad (t \neq 1)$
步骤2:求二阶导数 $\frac{d^2y}{dx^2}$
- 对 $\frac{dy}{dx}$ 关于 $t$ 求导:
$\frac{d}{dt}\left(\frac{3(1 + t)}{2}\right) = \frac{3}{2}$ - 除以 $\frac{dx}{dt}$:
$\frac{d^2y}{dx^2} = \frac{\frac{3}{2}}{2(1 - t)} = \frac{3}{4(1 - t)}$
结论:二阶导数为 $\frac{3}{4(1 - t)}$,对应选项 A。