题目
已知函数 y=y(x) 在任意点x处的增星 Delta y=dfrac (yDelta x)(1+{x)^2}+-|||-α,且当 Delta xarrow 0 时,α是 Delta x 的高阶无穷小, (0)=1,-|||-则 '(0)= ()-|||-(A)2π (B)π (C)e^π/4 (D)1

题目解答
答案

解析
考查要点:本题主要考查导数的定义及微分增量的理解,涉及极限运算和微分方程的基本概念。
解题核心思路:
- 导数定义:利用导数的定义式,将题目给出的增量表达式代入,分离出导数的线性主部。
- 高阶无穷小处理:明确题目中α是Δx的高阶无穷小,其对导数的极限无贡献。
- 代入初始条件:结合y(0)=1,直接计算y’(0)的值。
破题关键点:
- 正确拆分Δy的表达式,识别出导数的线性项和高阶无穷小项。
- 忽略高阶无穷小项,仅保留主部计算导数。
根据导数的定义,函数y=y(x)在x处的导数为:
$y'(x) = \lim_{\Delta x \to 0} \frac{\Delta y}{\Delta x}$
将题目给出的增量表达式代入:
$\Delta y = \frac{y \Delta x}{1 + x^2} + \alpha$
代入导数定义式:
$y'(x) = \lim_{\Delta x \to 0} \frac{\frac{y \Delta x}{1 + x^2} + \alpha}{\Delta x}$
拆分极限:
$y'(x) = \lim_{\Delta x \to 0} \left( \frac{y}{1 + x^2} + \frac{\alpha}{\Delta x} \right)$
分析各部分极限:
- 第一项:$\frac{y}{1 + x^2}$ 与Δx无关,直接保留。
- 第二项:$\frac{\alpha}{\Delta x}$,因α是Δx的高阶无穷小,故极限为0。
因此,导数表达式简化为:
$y'(x) = \frac{y(x)}{1 + x^2}$
代入初始条件:
当x=0时,y(0)=1,代入得:
$y'(0) = \frac{y(0)}{1 + 0^2} = \frac{1}{1} = 1$