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:
- 逐项求导:将函数分解为四个项,分别求导后相加。
- 幂函数求导:对形如$x^e$的项直接应用幂函数求导法则。
- 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。
- 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。
- 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:
-
第一项 $x^e$
- 幂函数求导:
$\frac{d}{dx} x^e = e \cdot x^{e-1}$
- 幂函数求导:
-
第二项 $e^x$
- 指数函数求导:
$\frac{d}{dx} e^x = e^x$
- 指数函数求导:
-
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:
$\frac{d}{dx} x^x = e^{x \ln x} \cdot (\ln x + 1) = x^x (\ln x + 1)$
- 变形为指数形式:
-
第四项 $a^{2a}$
- 常数项导数:
$\frac{d}{dx} a^{2a} = 0$
- 常数项导数:
综合结果:
将各部分导数相加,得到:
$y' = e x^{e-1} + e^x + x^x (\ln x + 1)$