题目
14.设函数 y=y(x) 是由方程 ^y=sqrt ({x)^2+(y)^2} 所确定的隐函数,求y^n

题目解答
答案

解析
考查要点:本题主要考查隐函数求导的方法,涉及链式法则和代数变形能力。
解题思路:
- 对等式两边同时关于$x$求导,注意将$y$视为$x$的函数,应用链式法则。
- 整理方程,将含$y'$的项移到等式一侧,不含的移到另一侧。
- 代数变形,利用原方程$e^y = \sqrt{x^2 + y^2}$进行代换,简化表达式。
关键点:
- 链式法则的应用:对复合函数求导时,外层导数乘以内层导数。
- 代换简化:利用原方程消去$\sqrt{x^2 + y^2}$,使结果更简洁。
原方程:$e^y = \sqrt{x^2 + y^2}$
-
对等式两边关于$x$求导:
- 左边:$\frac{d}{dx}(e^y) = e^y \cdot y'$(链式法则)
- 右边:$\frac{d}{dx}(\sqrt{x^2 + y^2}) = \frac{1}{2}(x^2 + y^2)^{-1/2} \cdot (2x + 2y \cdot y') = \frac{x + y \cdot y'}{\sqrt{x^2 + y^2}}$
得到方程:
$e^y \cdot y' = \frac{x + y \cdot y'}{\sqrt{x^2 + y^2}}$ -
整理方程:
- 移项含$y'$的项到左边:
$e^y \cdot y' - \frac{y \cdot y'}{\sqrt{x^2 + y^2}} = \frac{x}{\sqrt{x^2 + y^2}}$ - 提取$y'$:
$y' \left( e^y - \frac{y}{\sqrt{x^2 + y^2}} \right) = \frac{x}{\sqrt{x^2 + y^2}}$
- 移项含$y'$的项到左边:
-
解出$y'$:
$y' = \frac{\frac{x}{\sqrt{x^2 + y^2}}}{e^y - \frac{y}{\sqrt{x^2 + y^2}}}$ -
代换简化:
- 利用原方程$\sqrt{x^2 + y^2} = e^y$,代入分母和分子:
$y' = \frac{\frac{x}{e^y}}{e^y - \frac{y}{e^y}} = \frac{x}{e^{2y} - y}$
- 利用原方程$\sqrt{x^2 + y^2} = e^y$,代入分母和分子: