题目
设函数 y=y(x) 由方程 -x(e)^y=1 所确定,求 dfrac ({d)^2y}(d{x)^2}(|)_(x=0) 的值.

题目解答
答案
解析:


解析
考查要点:本题主要考查隐函数的高阶导数求解,涉及一阶导数和二阶导数的计算,以及代入特定点求值的能力。
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。
- 隐函数求导:对原方程进行两次求导,分别得到一阶导数和二阶导数的表达式。
- 代入求值:将$x=0$、$y=1$及一阶导数的值代入二阶导数的表达式,最终得到结果。
破题关键点:
- 正确应用乘积法则和链式法则,尤其在处理含$y$的项时。
- 代入$x=0$时,注意简化表达式,避免复杂计算。
步骤1:确定初始条件
当$x=0$时,原方程$y - x e^y = 1$化简为$y = 1$,因此$y(0) = 1$。
步骤2:求一阶导数$y'$
对原方程两边关于$x$求导:
$y' - e^y - x e^y y' = 0$
整理得:
$y'(1 - x e^y) = e^y \quad \Rightarrow \quad y' = \frac{e^y}{1 - x e^y}$
代入$x=0$,$y=1$:
$y'(0) = \frac{e^1}{1 - 0} = e$
步骤3:求二阶导数$y''$
对一阶导数的方程再次求导:
$y'' - e^y y' - \left( e^y y' + x e^y (y')^2 + x e^y y'' \right) = 0$
整理得:
$y''(1 - x e^y) = 2 e^y y' + x e^y (y')^2$
代入$x=0$,$y=1$,$y'=e$:
$y''(0) = \frac{2 e \cdot e + 0}{1 - 0} = 2e^2$