题目
38 设y=y(x)是由方程2y³-2y²+2xy-x²=1确定的,则y=y(x)的极值点是
38 设y=y(x)是由方程2y³-2y²+2xy-x²=1确定的,则y=y(x)的极值点是
题目解答
答案
对原方程 $2y^3 - 2y^2 + 2xy - x^2 = 1$ 求导,得
\[
y' = \frac{x - y}{3y^2 - 2y + x}.
\]
令 $y' = 0$,则 $y = x$。将 $y = x$ 代入原方程,得
\[
2x^3 - 2x^2 + 2x^2 - x^2 = 1 \implies 2x^3 - x^2 - 1 = 0 \implies (x - 1)(2x^2 + x + 1) = 0.
\]
解得 $x = 1$,此时 $y = 1$。
求二阶导数:
\[
y'' = \frac{(1 - y')(3y^2 - 2y + x) - (x - y)(6yy' - 2y' + 1)}{(3y^2 - 2y + x)^2}.
\]
在 $x = 1$ 处,$y = 1$,$y' = 0$,代入得
\[
y'' = \frac{1 \cdot (3 - 2 + 1) - (1 - 1)(\cdots)}{(3 - 2 + 1)^2} = \frac{2}{4} = \frac{1}{2} > 0.
\]
因此,$x = 1$ 是极小值点。
**答案:** $x = 1$ 是极小值点。
解析
考查要点:本题主要考查隐函数求导、极值点的判定方法,以及二阶导数的应用。
解题核心思路:
- 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$y'=0$,解出可能的极值点坐标。
- 二阶导数检验:通过计算二阶导数$y''$的符号,判断驻点是否为极值点。
破题关键点:
- 隐函数求导的准确性:正确处理复合函数求导,注意乘积法则和链式法则。
- 代数化简:将导数表达式化简为分子分母形式,便于后续求解。
- 三次方程的因式分解:通过试根法找到实根,结合二次方程判别式确定唯一实根。
- 二阶导数的计算:利用商的导数法则,代入驻点坐标简化计算。
1. 对原方程求导
原方程:
$2y^3 - 2y^2 + 2xy - x^2 = 1$
对$x$求导,得:
$6y^2 y' - 4y y' + 2y + 2x y' - 2x = 0$
整理含$y'$的项:
$y'(6y^2 - 4y + 2x) = 2x - 2y$
解得:
$y' = \frac{x - y}{3y^2 - 2y + x}$
2. 求驻点
令$y' = 0$,则分子$x - y = 0$,即$y = x$。
将$y = x$代入原方程:
$2x^3 - 2x^2 + 2x^2 - x^2 = 1 \implies 2x^3 - x^2 - 1 = 0$
因式分解:
$(x - 1)(2x^2 + x + 1) = 0$
解得唯一实根$x = 1$,对应$y = 1$。
3. 二阶导数检验
计算二阶导数$y''$:
$y'' = \frac{(1 - y')(3y^2 - 2y + x) - (x - y)(6y y' - 2y' + 1)}{(3y^2 - 2y + x)^2}$
在$x = 1$处,$y = 1$,$y' = 0$,代入得:
$y'' = \frac{1 \cdot (3 - 2 + 1) - 0}{(3 - 2 + 1)^2} = \frac{2}{4} = \frac{1}{2} > 0$
因此,$x = 1$是极小值点。