设函数y=f(x)由方程(e)^xy+(x)^2-2y=0所确定,求y'(0).
设函数$y=f\left(x\right)$由方程${e}^{xy}+{x}^{2}-2y=0$所确定,求$y'\left(0\right)$.
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,以及代入特定点求导数值的能力。
解题核心思路:
- 对原方程两边同时关于$x$求导,注意将$y$视为$x$的函数,使用链式法则。
- 整理求导后的方程,解出$y'$的表达式。
- 代入$x=0$,结合原方程求出对应的$y(0)$值,最终计算$y'(0)$。
破题关键点:
- 正确处理复合函数求导:对$e^{xy}$使用乘积法则和链式法则。
- 代入$x=0$前需确定对应的$y$值:通过原方程求出$y(0)$。
步骤1:对原方程两边关于$x$求导
原方程:
$e^{xy} + x^2 - 2y = 0$
对每一项求导:
- $e^{xy}$的导数:
使用链式法则和乘积法则:
$\frac{d}{dx}e^{xy} = e^{xy} \cdot \left( y + x \frac{dy}{dx} \right) = e^{xy}(y + xy')$ - $x^2$的导数:
$\frac{d}{dx}x^2 = 2x$ - $-2y$的导数:
$\frac{d}{dx}(-2y) = -2 \frac{dy}{dx} = -2y'$
综合得:
$e^{xy}(y + xy') + 2x - 2y' = 0$
步骤2:解出$y'$
将含$y'$的项整理到左边:
$e^{xy} \cdot xy' - 2y' = -e^{xy} \cdot y - 2x$
提取$y'$的公因子:
$y' \left( e^{xy} \cdot x - 2 \right) = -e^{xy} \cdot y - 2x$
解得:
$y' = \frac{ -e^{xy} \cdot y - 2x }{ e^{xy} \cdot x - 2 }$
步骤3:代入$x=0$求$y'(0)$
-
先求$y(0)$:
在原方程中令$x=0$:
$e^{0 \cdot y(0)} + 0^2 - 2y(0) = 0 \implies 1 - 2y(0) = 0 \implies y(0) = \frac{1}{2}$ -
代入$x=0$和$y=\frac{1}{2}$到$y'$的表达式:
$y'(0) = \frac{ -e^{0 \cdot \frac{1}{2}} \cdot \frac{1}{2} - 2 \cdot 0 }{ e^{0 \cdot \frac{1}{2}} \cdot 0 - 2 } = \frac{ -1 \cdot \frac{1}{2} }{ -2 } = \frac{ -\frac{1}{2} }{ -2 } = \frac{1}{4}$