已知 x2y−tan⁡−1y=34πx^2 y - \tan^{-1} y = \frac{3}{4}\pi。用 xx 和 yy 表示 dydx\frac{\text{d}y}{\text{d}x}。

  1. 由此求出当 y=1y = 1 时 dydx\frac{\text{d}y}{\text{d}x} 的精确值,已知 x>0x > 0。

先不看答案,让 AI 诊断你卡在哪里?

它不会直接告诉你答案,而是问你卡在哪一步看看 AI 是怎么陪你一步步弄懂这道题的

完整解法

3[0]

1. Find an expression for $\frac{\text{d}y}{\text{d}x}$ using implicit differentiation (from the preceding part).

Differentiating x2y−tan⁡−1y=34πx^2 y - \tan^{-1} y = \frac{3}{4}\pi with respect to xx:
2xy+x2dydx−11+y2dydx=02x y + x^2 \frac{\text{d}y}{\text{d}x} - \frac{1}{1+y^2}\frac{\text{d}y}{\text{d}x} = 0
dydx(x2−11+y2)=−2xy\frac{\text{d}y}{\text{d}x}\left(x^2 - \frac{1}{1+y^2}\right) = -2xy
dydx=−2xy(1+y2)x2(1+y2)−1\frac{\text{d}y}{\text{d}x} = \frac{-2xy(1+y^2)}{x^2(1+y^2) - 1}

2. Find the corresponding value of $x$ when $y = 1$.

Substitute y=1y = 1 into the original equation:
x2(1)−tan⁡−1(1)=34πx^2(1) - \tan^{-1}(1) = \frac{3}{4}\pi
x2−π4=34πx^2 - \frac{\pi}{4} = \frac{3}{4}\pi
x2=πx^2 = \pi
Since x>0x > 0, x=πx = \sqrt{\pi}.

3. Calculate the exact value of $\frac{\text{d}y}{\text{d}x}$.

Substitute x=πx = \sqrt{\pi} and y=1y = 1 into the derivative:
dydx=−2(π)(1)(1+12)(π)2(1+12)−1\frac{\text{d}y}{\text{d}x} = \frac{-2(\sqrt{\pi})(1)(1+1^2)}{(\sqrt{\pi})^2(1+1^2) - 1}
dydx=−4π2π−1\frac{\text{d}y}{\text{d}x} = -\frac{4\sqrt{\pi}}{2\pi - 1}

答案

−4π2π−1-\frac{4\sqrt{\pi}}{2\pi - 1}

AI 分析,可能出错

用 AI 批改,圈出写错的那一步,并自动将你的薄弱点存入错题本,形成你的错因库。

同一知识点的其他题

  1. 1曲线 C 的方程为 x+y=(x−y)2x + y = (x - y)^2。 已知 C 只有一个转向点。 证明 1−dydx=21+2x−2y1 - \frac{dy}{dx} = \frac{2}{1 + 2x - 2y}。 由此,或用其他方法,证明 d2ydx2=(1−dydx)3\displaystyle \frac{d^2 y}{dx^2} = \left(1 - \frac{dy}{dx}\right)^3…
  2. 2曲线 C 的方程为 x+y=(x−y)2.x + y = (x - y)^2. 已知 C 只有一个驻点。 证明 1−dydx=21+2x−2y1 - \dfrac{dy}{dx} = \dfrac{2}{1 + 2x - 2y}。 由此或用其他方法,证明 d2ydx2=(1−dydx)3.\dfrac{d^2y}{dx^2} = \left(1 - \dfrac{dy}{dx}\right)^3.…
  3. 3曲线 C1C_1 的方程为 p2x2−y2=p2p^2x^2 - y^2 = p^2,其中 p>1p > 1。 画出 C1C_1 的草图,用 pp 表示出其与坐标轴的所有交点坐标、所有驻点坐标以及所有渐近线方程。 C1C_1 经过单一变换得到 C2C_2。…
  4. 4曲线 CC 的参数方程为 x=2cos⁡θ+cos⁡2θ,y=2sin⁡θ−sin⁡2θ,x = 2\cos\theta + \cos 2\theta, \quad y = 2\sin\theta - \sin 2\theta, 其中 0<θ<2π0 < \theta < 2\pi 且 θ≠2π3,π,4π3\theta \ne \frac{2\pi}{3}, \pi, \frac{4\pi}{3}…
  5. 5已知 y=1+tan⁡−12xy = \sqrt{1 + \tan^{-1} 2x},其中 −12<x<12-\frac{1}{2} < x < \frac{1}{2}。证明 yd2ydx2+(dydx)2+8x(1+4x2)2=0.y \frac{\mathrm{d}^2 y}{\mathrm{d}x^2} + \left(\frac{\mathrm{d}y}{\mathrm{d}x}\right)^2 + \frac{8x}{(1 + 4x^2)^2} = 0.…