题目
(12)设函数 =y(x) 由方程 ^xy=x+y 所确定,则 (|)_(x=0)= __ .
题目解答
答案
解析
考查要点:本题主要考查隐函数求导法的应用,以及微分的计算。需要掌握复合函数求导法则和隐函数求导的基本步骤。
解题核心思路:
- 确定初始条件:当$x=0$时,代入原方程求出对应的$y$值。
- 对原方程两边同时求导,利用链式法则和乘积法则展开。
- 代入已知点$(x=0, y=1)$,解出$\frac{dy}{dx}$在该点的值。
- 微分公式:$dy = \frac{dy}{dx} \bigg|_{x=0} \cdot dx$。
破题关键点:
- 正确处理指数函数的导数:注意$2^{xy}$的导数需要结合链式法则和乘积法则。
- 代入点的准确性:确保代入$x=0$和对应的$y=1$后方程成立。
步骤1:求初始条件
当$x=0$时,原方程$2^{xy}=x+y$变为:
$2^{0 \cdot y} = 0 + y \implies 1 = y \implies y(0) = 1.$
步骤2:对原方程两边求导
对$2^{xy} = x + y$两边关于$x$求导:
- 左边:设$u = xy$,则$\frac{d}{dx}(2^u) = 2^u \ln 2 \cdot \frac{du}{dx}$。
$\frac{du}{dx} = y + x \frac{dy}{dx}$,因此左边导数为:
$2^{xy} \ln 2 \cdot (y + x \frac{dy}{dx}).$ - 右边:$\frac{d}{dx}(x + y) = 1 + \frac{dy}{dx}$。
步骤3:建立方程并代入初始条件
将两边导数相等:
$2^{xy} \ln 2 \cdot (y + x \frac{dy}{dx}) = 1 + \frac{dy}{dx}.$
代入$x=0$,$y=1$:
$2^{0 \cdot 1} \ln 2 \cdot (1 + 0 \cdot \frac{dy}{dx}) = 1 + \frac{dy}{dx} \implies \ln 2 = 1 + \frac{dy}{dx}.$
步骤4:解方程求$\frac{dy}{dx}\bigg|_{x=0}$
整理得:
$\frac{dy}{dx}\bigg|_{x=0} = \ln 2 - 1.$
步骤5:计算微分$dy$
根据微分公式:
$dy\bigg|_{x=0} = \frac{dy}{dx}\bigg|_{x=0} \cdot dx = (\ln 2 - 1)dx.$