1、设 =ln (arctan sqrt (1+{x)^2}) 求dy;

题目解答
答案

解析
本题考查复合函数求微分 $dy$,核心是利用复合函数求导法则(链式法则)逐步计算导数,再乘以 $dx$ 得到 $dy$。
步骤步骤1:分解复合函数
给定 $y = \ln(\arctan\sqrt{1+x^2})$,可分解为以下三层复合关系:
设 $y = \ln u$,$u = \arctan v$,$v = \sqrt{w\}^\frac{1}{2} = \sqrt{w}$,$w = 1+x^2$。
步骤:逐层求导
根据链式法则 $y' = \frac{dy}{du} \cdot \frac{du}{dv} \cdot \frac{dv}{dw} \cdot \frac{dw}{dx}}$:
- $\frac{dy}{du} = \frac{1}{u}$($y = \ln u$ 的导数);
- $\frac{du}{dv} = \frac{1}{1+v^2}$($u = \arctan v$ 的导数);
- $\frac{dv}{dw} = \frac{1}{2\sqrt{w}}$($v = \sqrt{w\}^\frac{1}{2}$ 的导数);
- $\frac{dw}{dx} = 2 \$。
步骤:代入化简
将各导数代入链式法则:
$y' = \frac{1}{u} \cdot \frac{1}{1+v^2}cdot \frac{1}{2\sqrt{w}}cdot 2x$
-回代变量($u = \arctan\sqrt{1+x^2}$,$v = \sqrt{1+x^2\}^\frac{1}{2}$,$w = 1+x^2$):
$y' = \frac{1}{\arctan\sqrt{1+x^2}}cdot \frac{1}{1+(\sqrt{1+x^2})}cdot \frac{1}{2\sqrt{1+x^2}}cdot 2x$
化简分母 $1+(\sqrt{1+x^2})^2 = 1+(1+x^2) = 2+x^2$,分子 $2x$($2$ 约掉):
$y' = \frac{x}{(\arctan\sqrt{1+x^2)(2+x^2)\sqrt{1+x^2}}$
步骤:写出 $dy$
$1) \( dy = y'dx$,故:
$dy = \frac{x}{\arctan\sqrt{1+x^2}cdot (2+x^2)cdot \sqrt{1+x^2}} dx$