题目
2. (10.0分) 设y=y(x)由int_(0)^xye^-t^(2)dt+1=sin3x+y所确定,求曲线y=y(x)在x=0对应点处的切线方程为( ).A. y=-x+1B. y=-4x+1C. y=-2x+1D. y=2x+1
2. (10.0分) 设$y=y(x)$由$\int_{0}^{xy}e^{-t^{2}}dt+1=\sin3x+y$所确定,求曲线$y=y(x)$在$x=0$对应点处的切线方程为( ).
A. y=-x+1
B. y=-4x+1
C. y=-2x+1
D. y=2x+1
题目解答
答案
C. y=-2x+1
解析
考查要点:本题主要考查隐函数求导及切线方程的求解方法,涉及变上限积分的求导法则和莱布尼茨公式。
解题核心思路:
- 确定切点坐标:将$x=0$代入原方程,直接计算对应的$y$值。
- 隐函数求导:对原方程两边关于$x$求导,利用变上限积分的求导规则和链式法则,解出$\frac{dy}{dx}$在$x=0$处的值。
- 构造切线方程:利用点斜式方程,结合切点坐标和导数值,写出切线方程。
破题关键点:
- 变上限积分求导:$\frac{d}{dx} \int_{a(x)}^{b(x)} f(t) dt = f(b(x)) \cdot b'(x) - f(a(x)) \cdot a'(x)$,本题中下限为常数,只需考虑上限$xy$的导数。
- 代入特殊值简化计算:当$x=0$时,积分上限为$0$,积分结果为$0$,可快速确定$y$的值。
第1步:求$x=0$对应的$y$值
将$x=0$代入原方程:
$\int_{0}^{0 \cdot y} e^{-t^2} dt + 1 = \sin(3 \cdot 0) + y$
积分区间为$[0,0]$,结果为$0$,因此:
$0 + 1 = 0 + y \implies y = 1$
切点坐标为$(0,1)$。
第2步:对原方程两边关于$x$求导
原方程:
$\int_{0}^{xy} e^{-t^2} dt + 1 = \sin 3x + y$
对两边求导:
- 左边求导:根据变上限积分求导法则:
$\frac{d}{dx} \int_{0}^{xy} e^{-t^2} dt = e^{-(xy)^2} \cdot \frac{d}{dx}(xy) = e^{-(xy)^2} \cdot \left( y + x \frac{dy}{dx} \right)$
常数项$1$的导数为$0$,故左边导数为:
$e^{-(xy)^2} \cdot \left( y + x \frac{dy}{dx} \right)$ - 右边求导:
$\frac{d}{dx} (\sin 3x + y) = 3 \cos 3x + \frac{dy}{dx}$
第3步:代入$x=0, y=1$求$\frac{dy}{dx}$
将$x=0, y=1$代入导数方程:
$e^{-(0 \cdot 1)^2} \cdot \left( 1 + 0 \cdot \frac{dy}{dx} \right) = 3 \cos (3 \cdot 0) + \frac{dy}{dx}$
化简得:
$1 \cdot 1 = 3 \cdot 1 + \frac{dy}{dx} \implies \frac{dy}{dx} = -2$
切线斜率为$-2$。
第4步:构造切线方程
利用点斜式:
$y - 1 = -2(x - 0) \implies y = -2x + 1$