题目
设方程e^xy + y^2 = cos x确定y为x的函数,则(dy)/(dx) = ( )A. (ye^xy + sin x)/(xe^xy) + 2yB. -(e^xy + sin x)/(xe^xy) + 2yC. (e^xy + sin x)/(xe^xy) + 2yD. -(ye^xy + sin x)/(xe^xy) + 2y
设方程$e^{xy} + y^2 = \cos x$确定$y$为$x$的函数,则$\frac{dy}{dx} = $( )
A. $\frac{ye^{xy} + \sin x}{xe^{xy} + 2y}$
B. $-\frac{e^{xy} + \sin x}{xe^{xy} + 2y}$
C. $\frac{e^{xy} + \sin x}{xe^{xy} + 2y}$
D. $-\frac{ye^{xy} + \sin x}{xe^{xy} + 2y}$
题目解答
答案
D. $-\frac{ye^{xy} + \sin x}{xe^{xy} + 2y}$
解析
本题考查隐函数求导的知识点。解题思路是对方程两边同时关于$x$求导,然后通过移项、合并同类项等操作,解出$\frac{dy}{dx}$。
已知方程$e^{xy} + y^2 = \cos x$,等式两边同时对$x$求导:
- 对$e^{xy}$求导:
根据复合函数求导法则$(f(g(x)))^\prime=f^\prime(g(x))\cdot g^\prime(x)$,令$u = xy$,则$(e^{xy})^\prime=(e^u)^\prime\cdot u^\prime$。
先对$e^u$关于$u$求导,$(e^u)^\prime = e^u$;再对$u = xy$关于$x$求导,根据乘积的求导法则$(uv)^\prime = u^\prime v + uv^\prime$,这里$u = x$,$v = y$,可得$u^\prime=(xy)^\prime=y + x\frac{dy}{dx}$。
所以$(e^{xy})^\prime = e^{xy}\cdot(y + x\frac{dy}{dx})$。 - 对$y^2$求导:
同样根据复合函数求导法则,令$u = y$,则$(y^2)^\prime=(u^2)^\prime\cdot u^\prime$。
先对$u^2$关于$u$求导,$(u^2)^\prime = 2u$;再对$u = y$关于$x$求导,$u^\prime=\frac{dy}{dx}$。
所以$(y^2)^\prime = 2y\cdot\frac{dy}{dx}$。 - 对$\cos x$求导:
根据求导公式$(\cos x)^\prime = -\sin x$。
将上述求导结果代入原方程求导后的式子,可得:
$e^{xy}\cdot(y + x\frac{dy}{dx}) + 2y\cdot\frac{dy}{dx} = -\sin x$
展开式子得:
$ye^{xy} + xe^{xy}\frac{dy}{dx} + 2y\frac{dy}{dx} = -\sin x$
移项,将含有$\frac{dy}{dx}$的项移到等式一边,常数项移到等式另一边:
$xe^{xy}\frac{dy}{dx} + 2y\frac{dy}{dx} = -\sin x - ye^{xy}$
提取公因式$\frac{dy}{dx}$得:
$(xe^{xy} + 2y)\frac{dy}{dx} = -\sin x - ye^{xy}$
两边同时除以$xe^{xy} + 2y$,解得:
$\frac{dy}{dx} = -\frac{ye^{xy} + \sin x}{xe^{xy} + 2y}$