题目
设方程 xy - e^x + e^y = 0 确定了隐函数 y = y(x),求 y'(0) = ( )A. 2B. -1C. 0D. 1
设方程 $xy - e^{x} + e^{y} = 0$ 确定了隐函数 $y = y(x)$,
求 $y'(0) = ( )$
A. 2
B. -1
C. 0
D. 1
题目解答
答案
D. 1
解析
本题考查隐函数求导的知识点。解题思路是先对给定的方程两边同时关于$x$求导,然后解出$y'$的表达式,再求出$x = 0$时$y$的值,最后将$x = 0$和对应的$y$值代入$y'$的表达式中,从而得到$y'(0)$的值。
步骤一:对给定方程两边关于$x$求导
已知方程$xy - e^{x} + e^{y} = 0$,根据求导的四则运算法则和复合函数求导法则进行求导。
- 对于$xy$,根据乘积的求导法则$(uv)^\prime = u^\prime v + uv^\prime$,这里$u = x$,$v = y$,所以$(xy)^\prime = y + xy'$。
- 对于$-e^{x}$,其导数为$-e^{x}$。
- 对于$e^{y}$,因为$y$是关于$x$的函数,所以根据复合函数求导法则,令$u = y$,则$(e^{y})^\prime = e^{y} \cdot y'$。
方程两边求导后得到:$y + xy' - e^{x} + e^{y} \cdot y' = 0$。
步骤二:解出$y'$的表达式
将含有$y'$的项移到等式一边,其他项移到等式另一边,得到:$xy' + e^{y} \cdot y' = e^{x} - y$。
提取公因式$y'$可得:$y'(x + e^{y}) = e^{x} - y$。
两边同时除以$(x + e^{y})$,解得$y' = \frac{e^{x} - y}{x + e^{y}}$。
步骤三:求出$x = 0$时$y$的值
将$x = 0$代入原方程$xy - e^{x} + e^{y} = 0$,得到$0\times y - e^{0} + e^{y} = 0$,即$-1 + e^{y} = 0$。
移项可得$e^{y} = 1$,因为$e^{0} = 1$,所以$y = 0$。
步骤四:将$x = 0$和$y = 0$代入$y'$的表达式中,求出$y'(0)$的值
把$x = 0$,$y = 0$代入$y' = \frac{e^{x} - y}{x + e^{y}}$,可得$y'(0) = \frac{e^{0} - 0}{0 + e^{0}} = \frac{1 - 0}{0 + 1} = 1$。