题目
6.(单选题,5.0分)已知x^2y^2+y=1(y>0)确定了y是x的函数,则()A. y(x)有极小值,但无极大值;B. y(x)有极大值,但无极小值;C. y(x)有极大值,又有极小值;D. y(x)无极值.
6.(单选题,5.0分)
已知$x^{2}y^{2}+y=1(y>0)$确定了y是x的函数,则()
A. y(x)有极小值,但无极大值;
B. y(x)有极大值,但无极小值;
C. y(x)有极大值,又有极小值;
D. y(x)无极值.
题目解答
答案
B. y(x)有极大值,但无极小值;
解析
本题考查隐函数求导以及利用导数判断函数极值的知识点。解题思路是先通过隐函数求导法则求出$y$关于$x$的一阶导数$y'$,再根据$y'$的正负性判断函数的单调性,进而确定函数的极值情况。
- 对给定方程$x^{2}y^{2}+y = 1(y\gt0)$两边同时对$x$求导:
根据求导的乘法法则$(uv)^\prime = u^\prime v + uv^\prime$,对$x^{2}y^{2}$求导,其中$u = x^{2}$,$v = y^{2}$,则$(x^{2}y^{2})^\prime=(x^{2})^\prime y^{2}+x^{2}(y^{2})^\prime$。- 因为$(x^{2})^\prime = 2x$,$(y^{2})^\prime = 2y\cdot y'$(复合函数求导),所以$(x^{2}y^{2})^\prime = 2xy^{2}+2x^{2}yy'$。
- 方程右边$1$的导数为$0$,$y$的导数为$y'$。
- 则求导后的方程为$2xy^{2}+2x^{2}yy'+y' = 0$。
- 求解$y'$:
将含有$y'$的项合并,得到$y'(2x^{2}y + 1)= - 2xy^{2}$,那么$y'=\frac{-2xy^{2}}{2x^{2}y + 1}$。 - 求函数的驻点:
令$y' = 0$,即$\frac{-2xy^{2}}{2x^{2}y + 1}=0$,因为$y\gt0$,所以$2x^{2}y + 1\neq0$,则$-2xy^{2}=0$,解得$x = 0$。 - 判断函数的单调性:
- 当$x\lt0$时,$y'\gt0$,这说明函数$y(x)$在$(-\infty,0)$上单调递增。
- 当$x\gt0$时,$y'\lt0$,这说明函数$y(x)$在$(0,+\infty)$上单调递减。
- 确定函数的极值:
根据函数单调性可知,函数$y(x)$在$x = 0$处左增右减,所以$y(x)$在$x = 0$处取得极大值,无极小值。