点 PP 沿方程为 y=xsin⁡−1xy = x \sin^{-1} x(−1<x<1-1 < x < 1)的曲线 CC 移动。设曲线 CC 在点 PP 处的斜率为 mm。 如果在 x=12x = \frac{1}{2} 时,点 PP 的 xx 坐标以每秒 9 个单位的速度增加,求在此瞬间 mm 变化率的精确值。

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

2

1. Differentiate $y = x\sin^{-1}x$ to find an expression for the gradient $m$.

Using the product rule:
m=dydx=(1)sin⁡−1x+x(11−x2)m = \frac{dy}{dx} = (1)\sin^{-1} x + x \left( \frac{1}{\sqrt{1-x^2}} \right)
m=sin⁡−1x+x1−x2m = \sin^{-1} x + \frac{x}{\sqrt{1-x^2}}!

2. Find $\frac{dm}{dx}$ by differentiating $m$ with respect to $x$.

Differentiate mm with respect to xx using the quotient rule for the second term:
dmdx=11−x2+(1)1−x2−x(121−x2)(−2x)1−x2\frac{dm}{dx} = \frac{1}{\sqrt{1-x^2}} + \frac{(1)\sqrt{1-x^2} - x\left(\frac{1}{2\sqrt{1-x^2}}\right)(-2x)}{1-x^2}
dmdx=11−x2+1−x2+x21−x21−x2\frac{dm}{dx} = \frac{1}{\sqrt{1-x^2}} + \frac{\sqrt{1-x^2} + \frac{x^2}{\sqrt{1-x^2}}}{1-x^2}
dmdx=11−x2+1−x2+x2(1−x2)3/2\frac{dm}{dx} = \frac{1}{\sqrt{1-x^2}} + \frac{1-x^2+x^2}{(1-x^2)^{3/2}}
dmdx=11−x2+1(1−x2)3/2=1−x2(1−x2)3/2+1(1−x2)3/2=2−x2(1−x2)3/2\frac{dm}{dx} = \frac{1}{\sqrt{1-x^2}} + \frac{1}{(1-x^2)^{3/2}} = \frac{1-x^2}{(1-x^2)^{3/2}} + \frac{1}{(1-x^2)^{3/2}} = \frac{2-x^2}{(1-x^2)^{3/2}}

3. Use the connected rates of change formula $\frac{dm}{dt} = \frac{dm}{dx} \cdot \frac{dx}{dt}$ at $x = \frac{1}{2}$.

Substitute x=12x = \frac{1}{2} into the expression for dmdx\frac{dm}{dx}:
dmdx=2−(12)2(1−(12)2)3/2=74(34)3/2=74338=1433\frac{dm}{dx} = \frac{2 - \left(\frac{1}{2}\right)^2}{\left(1 - \left(\frac{1}{2}\right)^2\right)^{3/2}} = \frac{\frac{7}{4}}{\left(\frac{3}{4}\right)^{3/2}} = \frac{\frac{7}{4}}{\frac{3\sqrt{3}}{8}} = \frac{14}{3\sqrt{3}}
Given that dxdt=9\frac{dx}{dt} = 9, apply the chain rule:
dmdt=dmdx×dxdt\frac{dm}{dt} = \frac{dm}{dx} \times \frac{dx}{dt}
dmdt=1433×9=12633=423=143\frac{dm}{dt} = \frac{14}{3\sqrt{3}} \times 9 = \frac{126}{3\sqrt{3}} = \frac{42}{\sqrt{3}} = 14\sqrt{3}

答案

14314\sqrt{3}

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. 1一家钻探公司计划在山中铺设一条直管道 ABAB。点 (x,y,z)(x, y, z) 是相对于山脚下坐标为 (0,0,0)(0, 0, 0) 的主控制中心定义的,其中单位为米。xx 轴指向东,yy 轴指向北,zz 轴垂直向上。点 AA 的坐标为 (−200,150,10)(-200, 150, 10)…
  2. 2NJC JC1 Promo 9758/2019/Q6 一个容器是通过从一个半顶角为 α\alpha 的大圆锥中切去一个半径为 5 m 的小圆锥而制成的,其中 tan⁡α=0.5\tan\alpha = 0.5。水以 kh m3 per minutek\sqrt{h}\ \mathrm{m^{3}\ per\ minute}…
  3. 3[球体的表面积和体积分别由 4πr24\pi r^2 和 43πr3\dfrac{4}{3}\pi r^3 给出。] 一位预算固定为 $k 的水族爱好者想要建造一个金鱼避难所(鱼缸)。他设计的鱼缸包括一个圆形顶盖、一个长度为 LL cm 的圆柱体…
  4. 4图 1 展示了一张卡片 ABCDABCD,它是一个边长为 aa cm 的菱形。该卡片由两个完全相同的等边三角形 ABDABD 和 CBDCBD 组成。从每个角剪掉筝形,得到图 2 所示的形状。将图 2 中剩余的卡片沿虚线折叠,形成一个高为 xx…
  5. 5如图所示,一个 V 形水箱的尺寸为 L=4 mL = 4\text{ m},W=0.6 mW = 0.6\text{ m},H=0.7 mH = 0.7\text{ m}。水箱最初是空的。水以 0.0025 m3/s0.0025\text{ m}^3/\text{s} 的速率被泵入水…