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数学
题目

若=(x)^e+(e)^x+(x)^x+(a)^2a,求=(x)^e+(e)^x+(x)^x+(a)^2a

若,求

题目解答

答案

由题得,其中为一个常数

因为

所以

则根据求导法则:,,复合函数求导:,则以及常数的导数为零

可得

故本题答案为

解析

考查要点:本题主要考查复合函数的求导法则,特别是涉及指数函数和幂指函数(底数和指数均为变量的函数)的导数计算。

解题核心思路:

  1. 逐项求导:将函数分解为四个项,分别求导后相加。
  2. 幂函数求导:对形如$x^e$的项直接应用幂函数求导法则。
  3. 指数函数求导:对形如$e^x$的项直接应用指数函数求导法则。
  4. 幂指函数求导:对形如$x^x$的项,通过变形为$e^{x\ln x}$,利用复合函数求导法则。
  5. 常数项处理:$a^{2a}$为常数,导数为0。

破题关键点:

  • 识别幂指函数:将$x^x$转换为$e^{x\ln x}$,便于应用链式法则。
  • 正确应用链式法则:对复合函数逐层求导,特别注意中间变量$x\ln x$的导数计算。

原函数:
$y = x^e + e^x + x^x + a^{2a}$

逐项求导:

  1. 第一项 $x^e$

    • 幂函数求导:
      $\frac{d}{dx} x^e = e \cdot x^{e-1}$
  2. 第二项 $e^x$

    • 指数函数求导:
      $\frac{d}{dx} e^x = e^x$
  3. 第三项 $x^x$

    • 变形为指数形式:
      $x^x = e^{x \ln x}$
    • 链式法则求导:
      设$u = x \ln x$,则$\frac{d}{dx} e^{u} = e^{u} \cdot \frac{du}{dx}$。
      计算$\frac{du}{dx}$:
      $\frac{d}{dx} (x \ln x) = \ln x + x \cdot \frac{1}{x} = \ln x + 1$
    • 最终导数:
      $\frac{d}{dx} x^x = e^{x \ln x} \cdot (\ln x + 1) = x^x (\ln x + 1)$
  4. 第四项 $a^{2a}$

    • 常数项导数:
      $\frac{d}{dx} a^{2a} = 0$

综合结果:
将各部分导数相加,得到:
$y' = e x^{e-1} + e^x + x^x (\ln x + 1)$

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