题目
函数 y = y(x) 由 1 + x^2 y = e^y 所确定,则 (dy)/(dx) = ( ).A. (2xy)/(e^y - x^2)B. (y^2)/(e^y + x)C. (x^2)/(e^x + y)D. (xy)/(e^y + e^x)
函数 $y = y(x)$ 由 $1 + x^2 y = e^y$ 所确定,则 $\frac{dy}{dx} = ($ $)$.
A. $\frac{2xy}{e^y - x^2}$
B. $\frac{y^2}{e^y + x}$
C. $\frac{x^2}{e^x + y}$
D. $\frac{xy}{e^y + e^x}$
题目解答
答案
A. $\frac{2xy}{e^y - x^2}$
解析
本题考查隐函数求导的知识点。解题思路是对给定的隐函数方程两边同时关于$x$求导,然后通过移项、合并同类项等操作,解出$\frac{dy}{dx}$。
下面进行详细的解答:
已知函数$y = y(x)$由$1 + x^2 y = e^y$所确定,方程两边同时对$x$求导。
- 对等式左边求导:
根据加法求导法则$(u+v)^\prime=u^\prime+v^\prime$,可得$(1 + x^2 y)^\prime=(1)^\prime+(x^2 y)^\prime$。- 常数的导数为$0$,所以$(1)^\prime = 0$。
- 根据乘积求导法则$(uv)^\prime=u^\prime v+uv^\prime$,其中$u = x^2$,$v = y$,则$(x^2 y)^\prime=(x^2)^\prime y+x^2 y^\prime$。
根据求导公式$(x^n)^\prime=nx^{n - 1}$,可得$(x^2)^\prime = 2x$,所以$(x^2 y)^\prime=2xy+x^2\frac{dy}{dx}$。
因此,$(1 + + + x^2 y)^\prime=0 + 2xy+x^2\frac{dy}{dx}=2xy+x^2\frac{dy}{dx}$。
- 对等式右边求导:
根据复合函数求导法则,令$u = y$,则$(e^y)^\prime=(e^u)^\prime\cdot u^\prime=e^y\cdot\frac{dy}{dx}$。
此时得到$2xy+x^2\frac{dy}{dx}=e^y\frac{dy}{dx}$。
接下来求解$\frac{dy}{dx}$:
将含有$\frac{dy}{dx}$的项移到等式一边,常数项移到等式另一边,可得$e^y\frac{dy}{dx}-x^2\frac{dy}{dx}=2xy$。
提取公因式$\frac{dy}{dx}$,得到$(e^y - x^2)\frac{dy}{dx}=2xy$。
两边同时除以$e^y - x^2$,解得$\frac{dy}{dx}=\frac{2xy}{e^y - x^2}$。