题目
y = x^x (x > 0) 的导数为A. y' = x^xB. y' = x^x (ln x - 1)C. y' = x^x (1 - ln x)D. y' = x^x (ln x + 1)
$y = x^x$ ($x > 0$) 的导数为
A. $y' = x^x$
B. $y' = x^x (\ln x - 1)$
C. $y' = x^x (1 - \ln x)$
D. $y' = x^x (\ln x + 1)$
题目解答
答案
D. $y' = x^x (\ln x + 1)$
解析
本题考查复合函数求导的知识,解题思路是先对函数$y = x^x$两边取自然对数,将幂指函数转化为乘积形式,然后利用复合函数求导法则分别对等式两边求导,最后解出$y'$。
- 两边取自然对数:
已知$y = x^x$($x\gt0$),两边同时取自然对数可得$\ln y=\ln(x^x)$。
根据对数运算法则$\ln a^b = b\ln a$,则$\ln y = x\ln x$。 - 等式两边对$x$求导:
- 等式左边$(\ln y)'$,根据复合函数求导法则,令$u = y$,则$(\ln y)'$可看作$(\ln u)'\cdot u'$,而$(\ln u)'=\frac{1}{u}$,$u' = y'$,所以$(\ln y)'=\frac{1}{y}\cdot y'$。
- 等式右边$(x\ln x)'$,根据乘积的求导法则$(uv)' = u'v + uv'$,其中$u = x$,$v = \ln x$,$u' = 1$,$v'=\frac{1}{x}$,则$(x\ln x)'=1\times\ln x + x\times\frac{1}{x}=\ln x + 1$。
此时得到$\frac{1}{y}\cdot y'=\ln x + 1$。
- 求解$y'$:
等式两边同时乘以$y$,可得$y' = y(\ln x + 1)$。
又因为$y = x^x$,所以$y' = x^x(\ln x + 1)$。