题目
y = ln(1 + e^x), dy =A. (e^x)/(1 + e^x) dxB. -(e^x)/(1 + e^x) dxC. (e^x)/(1 - e^x) dxD. (e^x)/(e^x - 1) dx
$y = \ln\left(1 + e^x\right)$, $dy =$
A. $\frac{e^x}{1 + e^x} dx$
B. $-\frac{e^x}{1 + e^x} dx$
C. $\frac{e^x}{1 - e^x} dx$
D. $\frac{e^x}{e^x - 1} dx$
题目解答
答案
A. $\frac{e^x}{1 + e^x} dx$
解析
本题考查复合函数求微分的知识点。解题思路是先根据复合函数求导法则求出函数$y = \ln(1 + e^x)$的导数$y^\prime$,再根据微分的定义$dy = y^\prime dx$求出$dy$。
步骤一:设中间变量
设$u = 1 + e^x$,则原函数$y = \ln(1 + e^x)$可看作是由$y = \ln u$与$u = 1 + e^x$复合而成的函数。
步骤二:分别求$y$对$u$的导数$\frac{dy}{du}$和$u$对$x$的导数$\frac{du}{dx}$
- 对$y = \ln u$求导,根据对数函数求导公式$(\ln x)^\prime=\frac{1}{x}$,可得$\frac{dy}{du}=\frac{1}{u}$。
- 对$u = 1 + e^x$求导,根据加法求导法则$(u+v)^\prime=u^\prime+v^\prime$以及指数函数求导公式$(e^x)^\prime=e^x$,可得$\frac{du}{dx}=(1 + e^x)^\prime=(1)^\prime+(e^x)^\prime=0 + e^x=e^x$。
步骤三:根据复合函数求导法则求$y$对$x$的导数$y^\prime$
复合函数求导法则为$\frac{dy}{dx}=\frac{dy}{du}\cdot\frac{du}{dx}$,将$\frac{dy}{du}=\frac{1}{u}$和$\frac{du}{dx}=e^x$代入可得:
$y^\prime=\frac{dy}{dx}=\frac{1}{u}\cdot e^x$
再把$u = 1 + e^x$代回上式,得到$y^\prime=\frac{e^x}{1 + e^x}$。
步骤四:根据微分的定义求$dy$
由微分的定义$dy = y^\prime dx$,将$y^\prime=\frac{e^x}{1 + e^x}$代入可得:
$dy = \frac{e^x}{1 + e^x} dx$