[题目]设函数 y=y(x) 由方程 (y)^3-2(y)^2+2xy-(x)^2=1 所-|||-确定,试求 y=y(x) 的驻点,并判别它是否为极值点.

题目解答
答案

解析
考查要点:本题主要考查隐函数求导、驻点求解及极值判别的方法。
解题思路:
- 隐函数求导:对原方程两边关于$x$求导,得到$y'$的表达式;
- 求驻点:令$y'=0$,联立原方程解出可能的驻点坐标;
- 二阶导数判别:对导数方程再次求导,代入驻点坐标判断二阶导数的符号,确定极值类型。
关键点:隐函数求导时需注意乘积法则和链式法则,解三次方程时需验证实数根的存在性。
1. 对原方程求导
原方程:
$2y^3 - 2y^2 + 2xy - x^2 = 1$
对$x$求导,得:
$\begin{aligned}6y^2 y' - 4y y' + 2y + 2x y' - 2x &= 0 \\\Rightarrow y'(6y^2 - 4y + 2x) &= 2x - 2y \\\Rightarrow y' &= \frac{2x - 2y}{6y^2 - 4y + 2x}\end{aligned}$
2. 求驻点
令$y'=0$,则分子为$0$,即:
$2x - 2y = 0 \quad \Rightarrow \quad x = y$
将$x=y$代入原方程:
$\begin{aligned}2y^3 - 2y^2 + 2y \cdot y - y^2 &= 1 \\2y^3 - y^2 - 1 &= 0\end{aligned}$
试根得$y=1$,代入$x=y$得驻点$(1,1)$。验证三次方程:
$2y^3 - y^2 - 1 = (y-1)(2y^2 + y + 1) = 0$
仅实数解为$y=1$,故唯一驻点为$(1,1)$。
3. 判别极值
对导数方程再次求导,代入$(1,1)$:
$\begin{aligned}\text{原导数方程:} \quad 6y^2 y' - 4y y' + 2y + 2x y' - 2x &= 0 \\\text{再次求导并整理得:} \quad y''(6y^2 - 4y + 2x) &= 2 \\\text{代入} \ (1,1): \quad y'' \cdot 4 &= 2 \\\Rightarrow y'' &= \frac{1}{2} > 0\end{aligned}$
二阶导数为正,故$(1,1)$为极小值点。