复合函数求偏导:循环复用,逐渐化简

一、题目题目 - 荒原之梦

已知函数 $y = f(x)$ 由 $y=\sin (x+y)$ 确定,则 $\frac{\mathrm{d}^2 y}{\mathrm{~d} x^2} = ?$

难度评级:

二、解析 解析 - 荒原之梦

$$
\frac{\mathrm
{d} y}{ \mathrm{d} x } = \cos (x + y) \cdot [ 1 + \frac{\mathrm
{d} y}{ \mathrm{d} x } ] \Rightarrow
$$

$$
\frac{\mathrm
{d} y}{ \mathrm{d} x } = \cos (x + y) + \cos (x + y) \cdot \frac{\mathrm
{d} y}{ \mathrm{d} x } \Rightarrow
$$

$$
\frac{\mathrm
{d} y}{ \mathrm{d} x } \cdot [1 – \cos (x + y)] = \cos (x + y) \Rightarrow
$$

$$
\frac{\mathrm
{d} y}{ \mathrm{d} x } = \frac{\cos (x + y)}{1 – \cos (x + y)}.
$$

Next - 荒原之梦 Next Next - 荒原之梦

进而:

$$
\frac{\mathrm
{d} y}{ \mathrm{d} x } = \frac{\cos (x + y)}{1 – \cos (x + y)} \Rightarrow
$$

$$
\frac{\mathrm
{d} ^{2} y}{ \mathrm{d} x ^{2} } =
$$

$$
\frac{-\sin (x + y) [1 + \frac{\mathrm{d} y}{\mathrm{d} x}] \cdot [1 – \cos (x + y)] – \cos (x + y) \cdot \sin (x + y) [1 + \frac{\mathrm{d} y}{\mathrm{d} x}] }{ [1 – \cos (x + y)] ^{2} } \Rightarrow
$$

$$
\frac{[1 + \frac{\mathrm{d} y}{\mathrm{d} x}] \cdot \big\{ [-\sin (x + y)] \cdot [1 – \cos (x + y)] – \cos (x + y) \cdot \sin (x + y) \big\} }{ [1 – \cos (x + y)] ^{2} } \Rightarrow
$$

Next - 荒原之梦 Next Next - 荒原之梦

继续化简 $\Rightarrow$

$$
\frac{[1 + \frac{\mathrm{d} y}{\mathrm{d} x}] \cdot \sin (x + y) \cdot \big\{ \cos (x + y) – 1 – \cos (x + y) \big\} }{ [1 – \cos (x + y)] ^{2} } \Rightarrow
$$

$$
\frac{ – [1 + \frac{\mathrm{d} y}{\mathrm{d} x}] \cdot \sin (x + y) }{ [1 – \cos (x + y)] ^{2} } \Rightarrow
$$

Next - 荒原之梦 Next Next - 荒原之梦

代入前面得到的 $\frac{\mathrm{d} y}{\mathrm{d} x}$ 的值 $\Rightarrow$

$$
\frac{ – [1 + \frac{\cos (x + y)}{1 – \cos (x + y)} ] \cdot \sin (x + y) }{ [1 – \cos (x + y)] ^{2} } \Rightarrow
$$

$$
\frac{ – [ \frac{1 – \cos (x + y) + \cos (x + y)}{1 – \cos (x + y)} ] \cdot \sin (x + y) }{ [1 – \cos (x + y)] ^{2} } \Rightarrow
$$

$$
\frac{ – [ \frac{1}{1 – \cos (x + y)} ] \cdot \sin (x + y) }{ [1 – \cos (x + y)] ^{2} } \Rightarrow
$$

$$
\frac{ \frac{- \sin (x + y)}{1 – \cos (x + y)} }{ [1 – \cos (x + y)] ^{2} } \Rightarrow
$$

$$
\frac{ – \sin (x + y) }{ [1 – \cos (x + y)] ^{3} }.
$$

Next - 荒原之梦 Next Next - 荒原之梦

综上可得:

$$
\frac{\mathrm
{d} ^{2} y}{ \mathrm{d} x ^{2} } = \frac{ – \sin (x + y) }{ [1 – \cos (x + y)] ^{3} } \Rightarrow
$$

$$
\frac{\mathrm
{d} ^{2} y}{ \mathrm{d} x ^{2} } = \frac{ – y }{ [1 – \cos (x + y)] ^{3} }.
$$


荒原之梦考研数学思维导图
荒原之梦考研数学思维导图

高等数学箭头 - 荒原之梦

涵盖高等数学基础概念、解题技巧等内容,图文并茂,计算过程清晰严谨。

线性代数箭头 - 荒原之梦

以独特的视角解析线性代数,让繁复的知识变得直观明了。

特别专题箭头 - 荒原之梦

通过专题的形式对数学知识结构做必要的补充,使所学知识更加连贯坚实。

荒原之梦考研数学网 | 让考场上没有难做的数学题!

发布于从深圳返回的 D728 次列车上。


荒原之梦网全部内容均为原创,提供了涵盖考研数学基础知识、考研数学真题、考研数学练习题和计算机科学等方面,大量精心研发的学习资源。

豫 ICP 备 17023611 号-1 | 公网安备 - 荒原之梦 豫公网安备 41142502000132 号 | SiteMap
Copyright © 2017-2024 ZhaoKaifeng.com 版权所有 All Rights Reserved.

Copyright © 2024   zhaokaifeng.com   All Rights Reserved.
豫ICP备17023611号-1
 豫公网安备41142502000132号

荒原之梦 自豪地采用WordPress