题目
(19) =ln ((e)^x+sqrt (1+{e)^2x}).

题目解答
答案

解析
考查要点:本题主要考查复合函数的求导法则,特别是自然对数函数与根号函数的复合导数计算,以及代数式的化简能力。
解题核心思路:
- 链式法则:外层对自然对数函数求导,内层对复合函数求导。
- 分步求导:将函数分解为多个基本函数,逐层求导后相乘。
- 代数化简:通过通分、约分等操作简化最终表达式。
破题关键点:
- 识别复合结构:明确外层函数为$\ln(u)$,内层函数$u = e^x + \sqrt{1 + e^{2x}}$。
- 正确应用导数公式:对$\sqrt{1 + e^{2x}}$求导时,需两次应用链式法则。
- 化简技巧:将分子中的项通分后与分母约分,得到最简形式。
步骤1:外层函数求导
设$u = e^x + \sqrt{1 + e^{2x}}$,则$y = \ln(u)$。根据链式法则:
$y' = \frac{1}{u} \cdot u'$
步骤2:内层函数$u$求导
$u$由两部分组成:$e^x$和$\sqrt{1 + e^{2x}}$,分别求导后相加:
- 第一项导数:$\frac{d}{dx} e^x = e^x$
- 第二项导数:
设$v = 1 + e^{2x}$,则$\sqrt{v} = v^{1/2}$,导数为:
$\frac{1}{2}v^{-1/2} \cdot \frac{d}{dx}v = \frac{1}{2}(1 + e^{2x})^{-1/2} \cdot 2e^{2x} = \frac{e^{2x}}{\sqrt{1 + e^{2x}}}$
因此,$u' = e^x + \frac{e^{2x}}{\sqrt{1 + e^{2x}}}$。
步骤3:代入并化简
将$u$和$u'$代入$y'$的表达式:
$y' = \frac{1}{e^x + \sqrt{1 + e^{2x}}} \cdot \left( e^x + \frac{e^{2x}}{\sqrt{1 + e^{2x}}} \right)$
通分合并分子:
$e^x + \frac{e^{2x}}{\sqrt{1 + e^{2x}}} = \frac{e^x \sqrt{1 + e^{2x}} + e^{2x}}{\sqrt{1 + e^{2x}}}$
约分:分子与分母中的$\sqrt{1 + e^{2x}}$约去,最终得:
$y' = \frac{e^x}{\sqrt{1 + e^{2x}}}$