<?xml version="1.0" encoding="utf-8" standalone="yes"?><rss version="2.0" xmlns:atom="http://www.w3.org/2005/Atom"><channel><title>第二章 导数与微分 | YHK's life</title><link>https://yhk.life/courses/advanced_mathematics/%E4%B9%A0%E9%A2%98%E5%86%8C/%E7%AC%AC%E4%BA%8C%E7%AB%A0-%E5%AF%BC%E6%95%B0%E4%B8%8E%E5%BE%AE%E5%88%86/</link><atom:link href="https://yhk.life/courses/advanced_mathematics/%E4%B9%A0%E9%A2%98%E5%86%8C/%E7%AC%AC%E4%BA%8C%E7%AB%A0-%E5%AF%BC%E6%95%B0%E4%B8%8E%E5%BE%AE%E5%88%86/index.xml" rel="self" type="application/rss+xml"/><description>第二章 导数与微分</description><generator>HugoBlox Kit (https://hugoblox.com)</generator><language>en-us</language><image><url>https://yhk.life/media/icon.svg</url><title>第二章 导数与微分</title><link>https://yhk.life/courses/advanced_mathematics/%E4%B9%A0%E9%A2%98%E5%86%8C/%E7%AC%AC%E4%BA%8C%E7%AB%A0-%E5%AF%BC%E6%95%B0%E4%B8%8E%E5%BE%AE%E5%88%86/</link></image><item><title>习题2.1 导数的概念</title><link>https://yhk.life/courses/advanced_mathematics/%E4%B9%A0%E9%A2%98%E5%86%8C/%E7%AC%AC%E4%BA%8C%E7%AB%A0-%E5%AF%BC%E6%95%B0%E4%B8%8E%E5%BE%AE%E5%88%86/%E4%B9%A0%E9%A2%982.1-%E5%AF%BC%E6%95%B0%E7%9A%84%E6%A6%82%E5%BF%B5/</link><pubDate>Mon, 01 Jan 0001 00:00:00 +0000</pubDate><guid>https://yhk.life/courses/advanced_mathematics/%E4%B9%A0%E9%A2%98%E5%86%8C/%E7%AC%AC%E4%BA%8C%E7%AB%A0-%E5%AF%BC%E6%95%B0%E4%B8%8E%E5%BE%AE%E5%88%86/%E4%B9%A0%E9%A2%982.1-%E5%AF%BC%E6%95%B0%E7%9A%84%E6%A6%82%E5%BF%B5/</guid><description>&lt;h3 id="1-填空题"&gt;1. 填空题&lt;/h3&gt;
&lt;p&gt;&lt;strong&gt;【题目】&lt;/strong&gt;&lt;/p&gt;
&lt;ol&gt;
&lt;li&gt;
&lt;p&gt;设 $f(x)$ 在 $x_{0}$ 处可导，则 $\lim_{h\to0}\frac{f(x_{0}+h)-f(x_{0}-h)}{h}=$ ____；&lt;/p&gt;
&lt;/li&gt;
&lt;li&gt;
&lt;p&gt;设 $f'(x_{0}) = -1$ ，则 $\lim_{x \to 0} \frac{x}{f(x_{0}) - f(x_{0} + x)} =$ ____ ;&lt;/p&gt;
&lt;/li&gt;
&lt;li&gt;
&lt;p&gt;曲线 $y = x - \frac{1}{x}$ 在 $x = 1$ 处的切线方程为 ____，法线方程为 ____；&lt;/p&gt;
&lt;/li&gt;
&lt;li&gt;
&lt;p&gt;曲线 $y = x - \ln x$ 在点 ____ 处具有水平切线.&lt;/p&gt;
&lt;/li&gt;
&lt;/ol&gt;
&lt;p&gt;&lt;strong&gt;【解析】&lt;/strong&gt;&lt;/p&gt;
&lt;ol&gt;
&lt;li&gt;
&lt;p&gt;拆项利用导数定义：
&lt;/p&gt;
$$\lim_{h\to 0}\frac{f(x_0 + h) - f(x_0 - h)}{h} = \lim_{h\to 0}\frac{[f(x_0 + h) - f(x_0)] - [f(x_0 - h) - f(x_0)]}{h}$$&lt;p&gt;
&lt;/p&gt;
$$= \lim_{h\to 0}\frac{f(x_0 + h) - f(x_0)}{h} + \lim_{h\to 0}\frac{f(x_0 - h) - f(x_0)}{-h} = f'(x_0) + f'(x_0) = 2f'(x_0)$$&lt;/li&gt;
&lt;li&gt;
&lt;p&gt;将式子变形为导数差商定义的倒数形式：
&lt;/p&gt;
$$\lim_{x\to 0}\frac{x}{f(x_0) - f(x_0 + x)} = \lim_{x\to 0}\frac{-1}{\frac{f(x_0 + x) - f(x_0)}{x}} = \frac{-1}{f'(x_0)} = \frac{-1}{-1} = 1$$&lt;/li&gt;
&lt;li&gt;
&lt;p&gt;当 $x = 1$ 时，$y = 1 - \frac{1}{1} = 0$，切点坐标为 $(1, 0)$。
求导数：$y' = 1 + \frac{1}{x^2}$。在 $x = 1$ 处的切线斜率 $k = y'(1) = 1 + 1 = 2$。&lt;/p&gt;
&lt;ul&gt;
&lt;li&gt;切线方程：$y - 0 = 2(x - 1) \implies y = 2x - 2$；&lt;/li&gt;
&lt;li&gt;法线斜率 $k_N = -\frac{1}{k} = -\frac{1}{2}$，法线方程：$y - 0 = -\frac{1}{2}(x - 1) \implies y = -\frac{1}{2}(x - 1)$。&lt;/li&gt;
&lt;/ul&gt;
&lt;/li&gt;
&lt;li&gt;
&lt;p&gt;水平切线意味着导数等于 0：
&lt;/p&gt;
$$y' = 1 - \frac{1}{x} = 0 \implies x = 1$$&lt;p&gt;
当 $x = 1$ 时，$y = 1 - \ln 1 = 1$。
故曲线在点 &lt;strong&gt;(1, 1)&lt;/strong&gt; 处具有水平切线。&lt;/p&gt;
&lt;/li&gt;
&lt;/ol&gt;
&lt;hr&gt;
&lt;h3 id="2-函数在点处的导数讨论"&gt;2. 函数在点处的导数讨论&lt;/h3&gt;
&lt;p&gt;&lt;strong&gt;【题目】&lt;/strong&gt;&lt;/p&gt;
&lt;p&gt;讨论 $y = |\sin x|$ 在 $x = 0$ 点的可导性.&lt;/p&gt;
&lt;p&gt;&lt;strong&gt;【解析】&lt;/strong&gt;&lt;/p&gt;
&lt;p&gt;根据导数的单侧导数定义，考察在 $x = 0$ 处的左右导数：&lt;/p&gt;
&lt;ul&gt;
&lt;li&gt;右导数：当 $x \to 0^+$ 时，$\sin x &gt; 0$，$|\sin x| = \sin x$，
$$f'_+(0) = \lim_{x\to 0^+}\frac{|\sin x| - 0}{x - 0} = \lim_{x\to 0^+}\frac{\sin x}{x} = 1$$&lt;/li&gt;
&lt;li&gt;左导数：当 $x \to 0^-$ 时，$\sin x &lt; 0$，$|\sin x| = -\sin x$，
$$f'_-(0) = \lim_{x\to 0^-}\frac{|\sin x| - 0}{x - 0} = \lim_{x\to 0^-}\frac{-\sin x}{x} = -1$$&lt;/li&gt;
&lt;/ul&gt;
&lt;p&gt;因为左导数与右导数不相等（$-1 \neq 1$），所以函数 $y = |\sin x|$ 在 $x = 0$ 处&lt;strong&gt;不可导&lt;/strong&gt;。&lt;/p&gt;
&lt;hr&gt;
&lt;h3 id="3-分段函数可导性与参数确定"&gt;3. 分段函数可导性与参数确定&lt;/h3&gt;
&lt;p&gt;&lt;strong&gt;【题目】&lt;/strong&gt;&lt;/p&gt;
&lt;p&gt;已知函数 $f(x) = \begin{cases} x, &amp; x \leq 1 \\ ax^2 + b, &amp; x &gt; 1 \end{cases}$ 在 $x = 1$ 处可导，求 $a, b$ ，并求出 $f'(1)$ .&lt;/p&gt;
&lt;p&gt;&lt;strong&gt;【解析】&lt;/strong&gt;&lt;/p&gt;
&lt;p&gt;函数在 $x = 1$ 处可导的前提是必须在 $x = 1$ 处连续：&lt;/p&gt;
&lt;ol&gt;
&lt;li&gt;
&lt;p&gt;&lt;strong&gt;连续性条件&lt;/strong&gt;：
&lt;/p&gt;
$$f(1) = 1,\quad \lim_{x\to 1^-} f(x) = 1,\quad \lim_{x\to 1^+} f(x) = a(1)^2 + b = a + b$$&lt;p&gt;
由连续性得：$a + b = 1$。&lt;/p&gt;
&lt;/li&gt;
&lt;li&gt;
&lt;p&gt;&lt;strong&gt;可导性条件&lt;/strong&gt;：&lt;/p&gt;
&lt;ul&gt;
&lt;li&gt;左导数：
$$f'_-(1) = \lim_{x\to 1^-}\frac{x - 1}{x - 1} = 1$$&lt;/li&gt;
&lt;li&gt;右导数：
$$f'_+(1) = \lim_{x\to 1^+}\frac{(ax^2 + b) - 1}{x - 1}$$
将 $b = 1 - a$ 代入分子：$(ax^2 + 1 - a) - 1 = a(x^2 - 1) = a(x - 1)(x + 1)$。
$$f'_+(1) = \lim_{x\to 1^+}\frac{a(x - 1)(x + 1)}{x - 1} = \lim_{x\to 1^+} a(x + 1) = 2a$$
由于在 $x = 1$ 处可导，必有 $f'_-(1) = f'_+(1)$：
$$2a = 1 \implies a = \frac{1}{2}$$
代入连续性方程得：
$$b = 1 - \frac{1}{2} = \frac{1}{2}$$&lt;/li&gt;
&lt;/ul&gt;
&lt;/li&gt;
&lt;/ol&gt;
&lt;p&gt;因此，$a = \frac{1}{2},\ b = \frac{1}{2},\ f'(1) = 1$。&lt;/p&gt;
&lt;hr&gt;
&lt;h3 id="4-分段函数的导函数求解"&gt;4. 分段函数的导函数求解&lt;/h3&gt;
&lt;p&gt;&lt;strong&gt;【题目】&lt;/strong&gt;&lt;/p&gt;
&lt;p&gt;设函数 $f(x) = \begin{cases} \frac{2}{3} x^3, &amp; x \leq 1 \\ x^2, &amp; x &gt; 1 \end{cases}$ ，求 $f'(x)$ .&lt;/p&gt;
&lt;p&gt;&lt;strong&gt;【解析】&lt;/strong&gt;&lt;/p&gt;
&lt;ol&gt;
&lt;li&gt;
&lt;p&gt;当 $x &lt; 1$ 时：
&lt;/p&gt;
$$f'(x) = \left(\frac{2}{3}x^3\right)' = 2x^2$$&lt;/li&gt;
&lt;li&gt;
&lt;p&gt;当 $x &gt; 1$ 时：
&lt;/p&gt;
$$f'(x) = (x^2)' = 2x$$&lt;/li&gt;
&lt;li&gt;
&lt;p&gt;考察分界点 $x = 1$ 处的连续性与可导性：&lt;/p&gt;
&lt;ul&gt;
&lt;li&gt;函数值：$f(1) = \frac{2}{3}(1)^3 = \frac{2}{3}$；&lt;/li&gt;
&lt;li&gt;右极限：$\lim_{x\to 1^+} f(x) = \lim_{x\to 1^+} x^2 = 1$。
因为 $\lim_{x\to 1^+} f(x) = 1 \neq f(1) = \frac{2}{3}$，所以函数在 $x = 1$ 处不连续。
由于可导必连续，函数在 $x = 1$ 处不连续，故在 $x = 1$ 处&lt;strong&gt;导数不存在&lt;/strong&gt;。&lt;/li&gt;
&lt;/ul&gt;
&lt;/li&gt;
&lt;/ol&gt;
&lt;p&gt;综上所述：
&lt;/p&gt;
$$f'(x) = \begin{cases} 2x^2, &amp; x &lt; 1, \\ \text{不存在}, &amp; x = 1, \\ 2x, &amp; x &gt; 1. \end{cases}$$</description></item><item><title>习题2.2 求导法则</title><link>https://yhk.life/courses/advanced_mathematics/%E4%B9%A0%E9%A2%98%E5%86%8C/%E7%AC%AC%E4%BA%8C%E7%AB%A0-%E5%AF%BC%E6%95%B0%E4%B8%8E%E5%BE%AE%E5%88%86/%E4%B9%A0%E9%A2%982.2-%E6%B1%82%E5%AF%BC%E6%B3%95%E5%88%99/</link><pubDate>Mon, 01 Jan 0001 00:00:00 +0000</pubDate><guid>https://yhk.life/courses/advanced_mathematics/%E4%B9%A0%E9%A2%98%E5%86%8C/%E7%AC%AC%E4%BA%8C%E7%AB%A0-%E5%AF%BC%E6%95%B0%E4%B8%8E%E5%BE%AE%E5%88%86/%E4%B9%A0%E9%A2%982.2-%E6%B1%82%E5%AF%BC%E6%B3%95%E5%88%99/</guid><description>&lt;h3 id="1-填空题"&gt;1. 填空题&lt;/h3&gt;
&lt;p&gt;&lt;strong&gt;【题目】&lt;/strong&gt;&lt;/p&gt;
&lt;ol&gt;
&lt;li&gt;
&lt;p&gt;$y = \sqrt[3]{x} \sin x + a^{x} e^{x}$ ，则 $y' =$ ____ ;&lt;/p&gt;
&lt;/li&gt;
&lt;li&gt;
&lt;p&gt;$f(t)=\frac{\sin t}{1+\cos t}$ ，则 $f'(t)=$ ____；&lt;/p&gt;
&lt;/li&gt;
&lt;li&gt;
&lt;p&gt;$f(x)=\sqrt{\sin 2x}$ ，则 $f'(x)=$ ____；&lt;/p&gt;
&lt;/li&gt;
&lt;li&gt;
&lt;p&gt;若 $\frac{d}{dx}[f(x)]=g(x), h(x)=x^{2}$ ，则 $\frac{d}{dx}f[h(x)]=$ ____.&lt;/p&gt;
&lt;/li&gt;
&lt;/ol&gt;
&lt;p&gt;&lt;strong&gt;【解析】&lt;/strong&gt;&lt;/p&gt;
&lt;ol&gt;
&lt;li&gt;
&lt;p&gt;利用乘法求导法则分别求导：
&lt;/p&gt;
$$(\sqrt[3]{x}\sin x)' = (x^{\frac{1}{3}})'\sin x + x^{\frac{1}{3}}(\sin x)' = \frac{1}{3}x^{-\frac{2}{3}}\sin x + \sqrt[3]{x}\cos x$$&lt;p&gt;
&lt;/p&gt;
$$(a^x e^x)' = (a^x)'e^x + a^x(e^x)' = a^x \ln a \cdot e^x + a^x e^x = a^x e^x(\ln a + 1)$$&lt;p&gt;
相加得：
&lt;/p&gt;
$$y' = \frac{1}{3} x^{-\frac{2}{3}}\sin x + \sqrt[3]{x}\cos x + a^x e^x (\ln a + 1)$$&lt;/li&gt;
&lt;li&gt;
&lt;p&gt;利用商的求导法则：
&lt;/p&gt;
$$f'(t) = \frac{(\sin t)'(1 + \cos t) - \sin t(1 + \cos t)'}{(1 + \cos t)^2} = \frac{\cos t(1 + \cos t) - \sin t(-\sin t)}{(1 + \cos t)^2}$$&lt;p&gt;
&lt;/p&gt;
$$= \frac{\cos t + \cos^2 t + \sin^2 t}{(1 + \cos t)^2} = \frac{1 + \cos t}{(1 + \cos t)^2} = \frac{1}{1 + \cos t}$$&lt;/li&gt;
&lt;li&gt;
&lt;p&gt;利用复合函数求导法则：
&lt;/p&gt;
$$f'(x) = \frac{1}{2\sqrt{\sin 2x}} \cdot (\sin 2x)' = \frac{1}{2\sqrt{\sin 2x}} \cdot 2\cos 2x = \frac{\cos 2x}{\sqrt{\sin 2x}}$$&lt;/li&gt;
&lt;li&gt;
&lt;p&gt;利用复合函数求导法则：
&lt;/p&gt;
$$\frac{d}{dx}f[h(x)] = f'[h(x)] \cdot h'(x) = f'(x^2) \cdot (2x)$$&lt;p&gt;
已知 $f'(x) = g(x)$，故 $f'(x^2) = g(x^2)$。因此：
&lt;/p&gt;
$$\frac{d}{dx}f[h(x)] = 2xg(x^2)$$&lt;/li&gt;
&lt;/ol&gt;
&lt;hr&gt;
&lt;h3 id="2-求函数在给定点的导数"&gt;2. 求函数在给定点的导数&lt;/h3&gt;
&lt;p&gt;&lt;strong&gt;【题目】&lt;/strong&gt;&lt;/p&gt;
&lt;p&gt;1） $\rho = \theta \sin \theta +\frac{1}{2}\cos \theta$ ，求 $\frac{d\rho}{d\theta}\big|_{\theta = \frac{\pi}{4}};$&lt;/p&gt;
&lt;p&gt;2） $f(x) = \arctan{\frac{1 + x}{1 - x}}$ ，求 $y^{\prime}|_{x = 0}.$&lt;/p&gt;
&lt;p&gt;&lt;strong&gt;【解析】&lt;/strong&gt;&lt;/p&gt;
&lt;ol&gt;
&lt;li&gt;
&lt;p&gt;求导数：
&lt;/p&gt;
$$\frac{d\rho}{d\theta} = (\theta)'\sin\theta + \theta(\sin\theta)' - \frac{1}{2}\sin\theta = \sin\theta + \theta\cos\theta - \frac{1}{2}\sin\theta = \frac{1}{2}\sin\theta + \theta\cos\theta$$&lt;p&gt;
代入 $\theta = \frac{\pi}{4}$：
&lt;/p&gt;
$$\left.\frac{d\rho}{d\theta}\right|_{\theta = \frac{\pi}{4}} = \frac{1}{2} \cdot \frac{sqrt{2}}{2} + \frac{\pi}{4} \cdot \frac{\sqrt{2}}{2} = \frac{\sqrt{2}}{4} + \frac{\sqrt{2}\pi}{8} = \frac{\sqrt{2}}{4}\left(1 + \frac{\pi}{2}\right)$$&lt;/li&gt;
&lt;li&gt;
&lt;p&gt;法一（化简后求导）：
当 $x &lt; 1$ 时，利用反三角函数恒等式 $\arctan\frac{1 + x}{1 - x} = \arctan 1 + \arctan x = \frac{\pi}{4} + \arctan x$。
因此：
&lt;/p&gt;
$$f'(x) = \frac{1}{1 + x^2} \implies f'(0) = 1$$&lt;p&gt;法二（直接复合求导）：
&lt;/p&gt;
$$f'(x) = \frac{1}{1 + \left(\frac{1 + x}{1 - x}\right)^2} \cdot \left(\frac{1 + x}{1 - x}\right)' = \frac{(1 - x)^2}{(1 - x)^2 + (1 + x)^2} \cdot \frac{1(1 - x) - (1 + x)(-1)}{(1 - x)^2}$$&lt;p&gt;
&lt;/p&gt;
$$= \frac{2}{2(1 + x^2)} = \frac{1}{1 + x^2} \implies f'(0) = 1$$&lt;/li&gt;
&lt;/ol&gt;
&lt;hr&gt;
&lt;h3 id="3-求下列函数的导数"&gt;3. 求下列函数的导数&lt;/h3&gt;
&lt;p&gt;&lt;strong&gt;【题目】&lt;/strong&gt;&lt;/p&gt;
&lt;ol&gt;
&lt;li&gt;
&lt;p&gt;$y = \left(\arcsin \frac{x}{2}\right)^2;$&lt;/p&gt;
&lt;/li&gt;
&lt;li&gt;
&lt;p&gt;$y = \ln(\sec x + \tan x);$&lt;/p&gt;
&lt;/li&gt;
&lt;li&gt;
&lt;p&gt;$y = \cos x^{2} \sin^{2} \frac{1}{x};$&lt;/p&gt;
&lt;/li&gt;
&lt;li&gt;
&lt;p&gt;$y = \ln[\ln^{2}(\ln^{3}x)].$&lt;/p&gt;
&lt;/li&gt;
&lt;/ol&gt;
&lt;p&gt;&lt;strong&gt;【解析】&lt;/strong&gt;&lt;/p&gt;
&lt;ol&gt;
&lt;li&gt;
&lt;p&gt;利用复合函数求导法则：
&lt;/p&gt;
$$y' = 2\arcsin\frac{x}{2} \cdot \left(\arcsin\frac{x}{2}\right)' = 2\arcsin\frac{x}{2} \cdot \frac{1}{\sqrt{1 - \left(\frac{x}{2}\right)^2}} \cdot \frac{1}{2} = \frac{2\arcsin\frac{x}{2}}{\sqrt{4 - x^2}}$$&lt;/li&gt;
&lt;li&gt;
&lt;p&gt;利用复合函数求导法则：
&lt;/p&gt;
$$y' = \frac{1}{\sec x + \tan x} \cdot (\sec x + \tan x)' = \frac{\sec x\tan x + \sec^2 x}{\sec x + \tan x} = \frac{\sec x(\tan x + \sec x)}{\sec x + \tan x} = \sec x$$&lt;/li&gt;
&lt;li&gt;
&lt;p&gt;利用乘法求导法则与链式法则：
&lt;/p&gt;
$$y' = (\cos x^2)' \sin^2\frac{1}{x} + \cos x^2 (\sin^2\frac{1}{x})'$$&lt;ul&gt;
&lt;li&gt;$(\cos x^2)' = -\sin x^2 \cdot 2x = -2x\sin x^2$；&lt;/li&gt;
&lt;li&gt;$(\sin^2\frac{1}{x})' = 2\sin\frac{1}{x}\cos\frac{1}{x} \cdot \left(-\frac{1}{x^2}\right) = -\frac{1}{x^2}\sin\frac{2}{x}$。
因此：
$$y' = -2x\sin x^2\sin^2\frac{1}{x} - \frac{1}{x^2}\sin\frac{2}{x}\cos x^2$$&lt;/li&gt;
&lt;/ul&gt;
&lt;/li&gt;
&lt;li&gt;
&lt;p&gt;先利用对数运算法则化简解析式：
&lt;/p&gt;
$$y = \ln\left\{[\ln(\ln^3 x)]^2\right\} = 2\ln[\ln(\ln^3 x)]$$&lt;p&gt;
再逐层应用复合求导法则：
&lt;/p&gt;
$$y' = 2 \cdot \frac{1}{\ln(\ln^3 x)} \cdot [\ln(\ln^3 x)]' = 2 \cdot \frac{1}{\ln(\ln^3 x)} \cdot \frac{1}{\ln^3 x} \cdot (\ln^3 x)'$$&lt;p&gt;
因为 $(\ln^3 x)' = 3\ln^2 x \cdot \frac{1}{x}$，代入得：
&lt;/p&gt;
$$y' = \frac{2}{\ln(\ln^3 x)} \cdot \frac{1}{\ln^3 x} \cdot \frac{3\ln^2 x}{x} = \frac{6}{x\ln x\ln(\ln^3 x)}$$&lt;/li&gt;
&lt;/ol&gt;
&lt;hr&gt;
&lt;h3 id="4-抽象复合函数的导数"&gt;4. 抽象复合函数的导数&lt;/h3&gt;
&lt;p&gt;&lt;strong&gt;【题目】&lt;/strong&gt;&lt;/p&gt;
&lt;p&gt;设 $f(u)$ 为可导函数，求下列函数的导数 $\frac{dy}{dx}$：&lt;/p&gt;
&lt;ol&gt;
&lt;li&gt;
&lt;p&gt;$y = f(\sin^2 x) + \sin f^2 (x);$&lt;/p&gt;
&lt;/li&gt;
&lt;li&gt;
&lt;p&gt;$y = f(e^{x}) e^{f(x)};$&lt;/p&gt;
&lt;/li&gt;
&lt;li&gt;
&lt;p&gt;$y = \sqrt{x} f\left(e^{\cos \sqrt{x}}\right).$&lt;/p&gt;
&lt;/li&gt;
&lt;/ol&gt;
&lt;p&gt;&lt;strong&gt;【解析】&lt;/strong&gt;&lt;/p&gt;
&lt;ol&gt;
&lt;li&gt;
&lt;p&gt;分别对两项求导：&lt;/p&gt;
&lt;ul&gt;
&lt;li&gt;第一项：$[f(\sin^2 x)]' = f'(\sin^2 x) \cdot 2\sin x\cos x = \sin 2x f'(\sin^2 x)$；&lt;/li&gt;
&lt;li&gt;第二项：$[\sin f^2(x)]' = \cos[f^2(x)] \cdot [f^2(x)]' = \cos[f^2(x)] \cdot 2f(x)f'(x) = 2f(x)f'(x)\cos f^2(x)$。
因此：
$$\frac{dy}{dx} = \sin 2x f'(\sin^2 x) + 2f(x)f'(x)\cos f^2(x)$$&lt;/li&gt;
&lt;/ul&gt;
&lt;/li&gt;
&lt;li&gt;
&lt;p&gt;利用乘法求导法则：
&lt;/p&gt;
$$\frac{dy}{dx} = [f(e^x)]' e^{f(x)} + f(e^x) [e^{f(x)}]'$$&lt;p&gt;
&lt;/p&gt;
$$= f'(e^x)e^x \cdot e^{f(x)} + f(e^x) \cdot e^{f(x)}f'(x) = e^{f(x)}\left[e^x f'(e^x) + f'(x)f(e^x)\right]$$&lt;/li&gt;
&lt;li&gt;
&lt;p&gt;利用乘法求导法则与链式法则：
&lt;/p&gt;
$$\frac{dy}{dx} = (\sqrt{x})' f\left(e^{\cos\sqrt{x}}\right) + \sqrt{x} \left[f\left(e^{\cos\sqrt{x}}\right)\right]'$$&lt;p&gt;
&lt;/p&gt;
$$= \frac{1}{2\sqrt{x}} f\left(e^{\cos\sqrt{x}}\right) + \sqrt{x} f'\left(e^{\cos\sqrt{x}}\right) \cdot e^{\cos\sqrt{x}} \cdot (-\sin\sqrt{x}) \cdot \frac{1}{2\sqrt{x}}$$&lt;p&gt;
&lt;/p&gt;
$$= \frac{1}{2}\left[\frac{1}{\sqrt{x}}f\left(e^{\cos\sqrt{x}}\right) - e^{\cos\sqrt{x}}\sin\sqrt{x}f'\left(e^{\cos\sqrt{x}}\right)\right]$$&lt;/li&gt;
&lt;/ol&gt;
&lt;hr&gt;
&lt;h3 id="5-抽象函数的导数计算"&gt;5. 抽象函数的导数计算&lt;/h3&gt;
&lt;p&gt;&lt;strong&gt;【题目】&lt;/strong&gt;&lt;/p&gt;
&lt;p&gt;设函数 $\varphi(x)$ 在 x=a 处连续， $f(x)=(x-a)\varphi(x)$ ，求 $f'(a)$ .&lt;/p&gt;
&lt;p&gt;&lt;strong&gt;【解析】&lt;/strong&gt;&lt;/p&gt;
&lt;p&gt;直接利用导数的定义计算：
&lt;/p&gt;
$$f'(a) = \lim_{x\to a}\frac{f(x) - f(a)}{x - a}$$&lt;p&gt;
因为 $f(a) = (a - a)\varphi(a) = 0$，且 $f(x) = (x - a)\varphi(x)$，代入得：
&lt;/p&gt;
$$f'(a) = \lim_{x\to a}\frac{(x - a)\varphi(x) - 0}{x - a} = \lim_{x\to a}\varphi(x)$$&lt;p&gt;
又因为已知 $\varphi(x)$ 在 $x = a$ 处连续，所以 $\lim_{x\to a}\varphi(x) = \varphi(a)$。
因此：
&lt;/p&gt;
$$f'(a) = \varphi(a)$$</description></item><item><title>习题2.3 高阶导数</title><link>https://yhk.life/courses/advanced_mathematics/%E4%B9%A0%E9%A2%98%E5%86%8C/%E7%AC%AC%E4%BA%8C%E7%AB%A0-%E5%AF%BC%E6%95%B0%E4%B8%8E%E5%BE%AE%E5%88%86/%E4%B9%A0%E9%A2%982.3-%E9%AB%98%E9%98%B6%E5%AF%BC%E6%95%B0/</link><pubDate>Mon, 01 Jan 0001 00:00:00 +0000</pubDate><guid>https://yhk.life/courses/advanced_mathematics/%E4%B9%A0%E9%A2%98%E5%86%8C/%E7%AC%AC%E4%BA%8C%E7%AB%A0-%E5%AF%BC%E6%95%B0%E4%B8%8E%E5%BE%AE%E5%88%86/%E4%B9%A0%E9%A2%982.3-%E9%AB%98%E9%98%B6%E5%AF%BC%E6%95%B0/</guid><description>&lt;h3 id="1-填空题"&gt;1. 填空题&lt;/h3&gt;
&lt;p&gt;&lt;strong&gt;【题目】&lt;/strong&gt;&lt;/p&gt;
&lt;ol&gt;
&lt;li&gt;
&lt;p&gt;设 $y = \cos x^2$ ，则 $\frac{d^2y}{dx^2} =$ ____；&lt;/p&gt;
&lt;/li&gt;
&lt;li&gt;
&lt;p&gt;设 $y = 2x^{2} + \ln x$ ，则 $y''|_{x=1} =$ ____ ;&lt;/p&gt;
&lt;/li&gt;
&lt;li&gt;
&lt;p&gt;设 $y = a^{kx}$ ，则 $y^{(n)} =$ ____ .&lt;/p&gt;
&lt;/li&gt;
&lt;/ol&gt;
&lt;p&gt;&lt;strong&gt;【解析】&lt;/strong&gt;&lt;/p&gt;
&lt;ol&gt;
&lt;li&gt;&lt;/li&gt;
&lt;/ol&gt;
&lt;p&gt;一阶导数：$y' = -\sin x^2 \cdot (x^2)' = -2x\sin x^2$。
二阶导数：
&lt;/p&gt;
$$\frac{d^2y}{dx^2} = (-2x)'\sin x^2 + (-2x)(\sin x^2)' = -2\sin x^2 - 2x(\cos x^2 \cdot 2x) = -2\sin x^2 - 4x^2 \cos x^2$$&lt;ol start="2"&gt;
&lt;li&gt;&lt;/li&gt;
&lt;/ol&gt;
&lt;p&gt;一阶导数：$y' = 4x + \frac{1}{x}$。
二阶导数：$y'' = 4 - \frac{1}{x^2}$。
将 $x = 1$ 代入：$y''|_{x=1} = 4 - \frac{1}{1^2} = 3$。&lt;/p&gt;
&lt;ol start="3"&gt;
&lt;li&gt;&lt;/li&gt;
&lt;/ol&gt;
&lt;p&gt;一阶导数：$y' = a^{kx} \cdot \ln a \cdot k = (k\ln a) a^{kx}$。
二阶导数：$y'' = (k\ln a)^2 a^{kx}$。
由数学归纳法可知，$n$ 阶导数为：
&lt;/p&gt;
$$y^{(n)} = (k\ln a)^n a^{kx}$$&lt;hr&gt;
&lt;h3 id="2-求函数的一阶二阶导数"&gt;2. 求函数的一阶、二阶导数&lt;/h3&gt;
&lt;p&gt;&lt;strong&gt;【题目】&lt;/strong&gt;&lt;/p&gt;
&lt;ol&gt;
&lt;li&gt;
&lt;p&gt;$y = e^{-\frac{1}{x}};$&lt;/p&gt;
&lt;/li&gt;
&lt;li&gt;
&lt;p&gt;$y = e^{x} \ln x + x \cos^{2} x;$&lt;/p&gt;
&lt;/li&gt;
&lt;li&gt;
&lt;p&gt;$y = x^{2}f\left(\frac{1}{x}\right),\ f(u)$ 二阶可导.&lt;/p&gt;
&lt;/li&gt;
&lt;/ol&gt;
&lt;p&gt;&lt;strong&gt;【解析】&lt;/strong&gt;&lt;/p&gt;
&lt;ol&gt;
&lt;li&gt;&lt;/li&gt;
&lt;/ol&gt;
&lt;ul&gt;
&lt;li&gt;一阶导数：
$$y' = e^{-\frac{1}{x}} \cdot \left(-\frac{1}{x}\right)' = e^{-\frac{1}{x}} \cdot \frac{1}{x^2} = \frac{1}{x^2} e^{-\frac{1}{x}}$$&lt;/li&gt;
&lt;li&gt;二阶导数：
$$y'' = \left(\frac{1}{x^2}\right)' e^{-\frac{1}{x}} + \frac{1}{x^2} \left(e^{-\frac{1}{x}}\right)' = -\frac{2}{x^3} e^{-\frac{1}{x}} + \frac{1}{x^2} \left(\frac{1}{x^2} e^{-\frac{1}{x}}\right)$$
$$= e^{-\frac{1}{x}}\left(\frac{1}{x^4} - \frac{2}{x^3}\right) = \frac{1}{x^4} e^{-\frac{1}{x}}(1 - 2x)$$&lt;/li&gt;
&lt;/ul&gt;
&lt;ol start="2"&gt;
&lt;li&gt;&lt;/li&gt;
&lt;/ol&gt;
&lt;ul&gt;
&lt;li&gt;一阶导数：
$$(e^x\ln x)' = e^x\ln x + \frac{1}{x}e^x$$
$$(x\cos^2 x)' = \cos^2 x + x \cdot 2\cos x(-\sin x) = \cos^2 x - x\sin 2x$$
因此：
$$y' = e^x\ln x + \frac{1}{x}e^x + \cos^2 x - x\sin 2x$$&lt;/li&gt;
&lt;li&gt;二阶导数：
$$(e^x\ln x + \frac{1}{x}e^x)' = \left(e^x\ln x + \frac{1}{x}e^x\right) + \left(\frac{1}{x}e^x - \frac{1}{x^2}e^x\right) = e^x\ln x + \frac{2}{x}e^x - \frac{1}{x^2}e^x$$
$$(\cos^2 x - x\sin 2x)' = -\sin 2x - (\sin 2x + 2x\cos 2x) = -2\sin 2x - 2x\cos 2x$$
因此：
$$y'' = e^x\ln x + \frac{2}{x}e^x - \frac{1}{x^2}e^x - 2\sin 2x - 2x\cos 2x$$&lt;/li&gt;
&lt;/ul&gt;
&lt;ol start="3"&gt;
&lt;li&gt;&lt;/li&gt;
&lt;/ol&gt;
&lt;ul&gt;
&lt;li&gt;一阶导数：
$$y' = (x^2)' f\left(\frac{1}{x}\right) + x^2 \left[f\left(\frac{1}{x}\right)\right]' = 2x f\left(\frac{1}{x}\right) + x^2 \left[f'\left(\frac{1}{x}\right) \cdot \left(-\frac{1}{x^2}\right)\right]$$
$$= 2x f\left(\frac{1}{x}\right) - f'\left(\frac{1}{x}\right)$$&lt;/li&gt;
&lt;li&gt;二阶导数：
$$y'' = [2x]' f\left(\frac{1}{x}\right) + 2x \left[f\left(\frac{1}{x}\right)\right]' - \left[f'\left(\frac{1}{x}\right)\right]'$$
$$= 2f\left(\frac{1}{x}\right) + 2x \left[f'\left(\frac{1}{x}\right) \cdot \left(-\frac{1}{x^2}\right)\right] - \left[f''\left(\frac{1}{x}\right) \cdot \left(-\frac{1}{x^2}\right)\right]$$
$$= 2f\left(\frac{1}{x}\right) - \frac{2}{x}f'\left(\frac{1}{x}\right) + \frac{1}{x^2}f''\left(\frac{1}{x}\right)$$&lt;/li&gt;
&lt;/ul&gt;
&lt;hr&gt;
&lt;h3 id="3-求下列函数的--阶导数"&gt;3. 求下列函数的 $n$ 阶导数&lt;/h3&gt;
&lt;p&gt;&lt;strong&gt;【题目】&lt;/strong&gt;&lt;/p&gt;
&lt;ol&gt;
&lt;li&gt;
&lt;p&gt;$y = x \ln x\ (n \geq 2);$&lt;/p&gt;
&lt;/li&gt;
&lt;li&gt;
&lt;p&gt;$y = xe^{x}.$&lt;/p&gt;
&lt;/li&gt;
&lt;/ol&gt;
&lt;p&gt;&lt;strong&gt;【解析】&lt;/strong&gt;&lt;/p&gt;
&lt;ol&gt;
&lt;li&gt;
&lt;p&gt;逐次求导寻找规律：
&lt;/p&gt;
$$y' = \ln x + 1$$&lt;p&gt;
&lt;/p&gt;
$$y'' = \frac{1}{x} = x^{-1}$$&lt;p&gt;
&lt;/p&gt;
$$y''' = -x^{-2} = (-1)^1 \cdot 1! \cdot x^{-2}$$&lt;p&gt;
&lt;/p&gt;
$$y^{(4)} = 2x^{-3} = (-1)^2 \cdot 2! \cdot x^{-3}$$&lt;p&gt;
一般地，当 $n \geq 2$ 时，利用对数导数公式或归纳法得：
&lt;/p&gt;
$$y^{(n)} = (-1)^{n-2} (n - 2)! x^{-(n-1)} = \frac{(-1)^n (n - 2)!}{x^{n - 1}}$$&lt;/li&gt;
&lt;li&gt;
&lt;p&gt;利用莱布尼茨公式 $(uv)^{(n)} = \sum_{k=0}^n C_n^k u^{(k)} v^{(n-k)}$：
设 $u = x$，$v = e^x$。则 $u' = 1$，$u'' = 0$；$v^{(n)} = e^x$。
代入得：
&lt;/p&gt;
$$y^{(n)} = x(e^x)^{(n)} + n(x)' (e^x)^{(n-1)} = x e^x + n e^x = e^x(x + n)$$&lt;/li&gt;
&lt;/ol&gt;
&lt;hr&gt;
&lt;h3 id="4-高阶导数莱布尼茨公式计算"&gt;4. 高阶导数莱布尼茨公式计算&lt;/h3&gt;
&lt;p&gt;&lt;strong&gt;【题目】&lt;/strong&gt;&lt;/p&gt;
&lt;p&gt;$y = x^{2} \sin 2x$ ，求 $y^{(50)}$ .&lt;/p&gt;
&lt;p&gt;&lt;strong&gt;【解析】&lt;/strong&gt;&lt;/p&gt;
&lt;p&gt;利用莱布尼茨公式 $(uv)^{(n)} = \sum_{k=0}^n C_n^k u^{(k)} v^{(n-k)}$：
设 $u = x^2$，$v = \sin 2x$。
$u' = 2x$，$u'' = 2$，$u^{(k)} = 0\ (k \geq 3)$。
对于 $v = \sin 2x$，其 $k$ 阶导数公式为：
&lt;/p&gt;
$$v^{(k)} = 2^k \sin\left(2x + k \cdot \frac{\pi}{2}\right)$$&lt;p&gt;在 $n = 50$ 阶展开式中，只有前三项非零：
&lt;/p&gt;
$$y^{(50)} = C_{50}^0 u v^{(50)} + C_{50}^1 u' v^{(49)} + C_{50}^2 u'' v^{(48)}$$&lt;p&gt;分别计算各项：&lt;/p&gt;
&lt;ul&gt;
&lt;li&gt;$v^{(50)} = 2^{50} \sin\left(2x + 50 \cdot \frac{\pi}{2}\right) = 2^{50} \sin(2x + 25\pi) = -2^{50} \sin 2x$；&lt;/li&gt;
&lt;li&gt;$v^{(49)} = 2^{49} \sin\left(2x + 49 \cdot \frac{\pi}{2}\right) = 2^{49} \sin\left(2x + 24\pi + \frac{\pi}{2}\right) = 2^{49} \cos 2x$；&lt;/li&gt;
&lt;li&gt;$v^{(48)} = 2^{48} \sin\left(2x + 48 \cdot \frac{\pi}{2}\right) = 2^{48} \sin(2x + 24\pi) = 2^{48} \sin 2x$；&lt;/li&gt;
&lt;li&gt;组合数：$C_{50}^1 = 50$，$C_{50}^2 = \frac{50 \times 49}{2} = 1225$。&lt;/li&gt;
&lt;/ul&gt;
&lt;p&gt;代入组合式整理：
&lt;/p&gt;
$$y^{(50)} = x^2 (-2^{50} \sin 2x) + 50(2x)(2^{49} \cos 2x) + 1225(2)(2^{48} \sin 2x)$$&lt;p&gt;
&lt;/p&gt;
$$= -2^{50} x^2 \sin 2x + 50 \cdot 2^{50} x \cos 2x + 1225 \cdot 2^{49} \sin 2x$$&lt;p&gt;
提出公因式 $2^{50}$：
&lt;/p&gt;
$$y^{(50)} = 2^{50}\left(-x^2 \sin 2x + 50x \cos 2x + \frac{1225}{2}\sin 2x\right)$$</description></item><item><title>习题2.4 隐函数及由参数方程所确定的函数的导数</title><link>https://yhk.life/courses/advanced_mathematics/%E4%B9%A0%E9%A2%98%E5%86%8C/%E7%AC%AC%E4%BA%8C%E7%AB%A0-%E5%AF%BC%E6%95%B0%E4%B8%8E%E5%BE%AE%E5%88%86/%E4%B9%A0%E9%A2%982.4-%E9%9A%90%E5%87%BD%E6%95%B0%E5%8F%8A%E7%94%B1%E5%8F%82%E6%95%B0%E6%96%B9%E7%A8%8B%E6%89%80%E7%A1%AE%E5%AE%9A%E7%9A%84%E5%87%BD%E6%95%B0%E7%9A%84%E5%AF%BC%E6%95%B0/</link><pubDate>Mon, 01 Jan 0001 00:00:00 +0000</pubDate><guid>https://yhk.life/courses/advanced_mathematics/%E4%B9%A0%E9%A2%98%E5%86%8C/%E7%AC%AC%E4%BA%8C%E7%AB%A0-%E5%AF%BC%E6%95%B0%E4%B8%8E%E5%BE%AE%E5%88%86/%E4%B9%A0%E9%A2%982.4-%E9%9A%90%E5%87%BD%E6%95%B0%E5%8F%8A%E7%94%B1%E5%8F%82%E6%95%B0%E6%96%B9%E7%A8%8B%E6%89%80%E7%A1%AE%E5%AE%9A%E7%9A%84%E5%87%BD%E6%95%B0%E7%9A%84%E5%AF%BC%E6%95%B0/</guid><description>&lt;h3 id="1-填空题"&gt;1. 填空题&lt;/h3&gt;
&lt;p&gt;&lt;strong&gt;【题目】&lt;/strong&gt;&lt;/p&gt;
&lt;ol&gt;
&lt;li&gt;
&lt;p&gt;若 $y = x \ln y$ ，则 $\frac{dy}{dx} =$ ____ ;&lt;/p&gt;
&lt;/li&gt;
&lt;li&gt;
&lt;p&gt;若 $y = x^{\sin x}\ (x &gt; 0)$ ，则 $\frac{dy}{dx} =$ ____ ;&lt;/p&gt;
&lt;/li&gt;
&lt;li&gt;
&lt;p&gt;若 $\begin{cases}x = \sin t\\ y = \cos 2t\end{cases}$ ，则 $\frac{dy}{dx}\bigg|_{t=\frac{\pi}{4}}=$ ____；&lt;/p&gt;
&lt;/li&gt;
&lt;li&gt;
&lt;p&gt;曲线 $\begin{cases}x = \frac{t^{2}}{2}\\ y = 1 - t\end{cases}$ 在点 $(2,-1)$ 处的切线方程为 ____.&lt;/p&gt;
&lt;/li&gt;
&lt;/ol&gt;
&lt;p&gt;&lt;strong&gt;【解析】&lt;/strong&gt;&lt;/p&gt;
&lt;ol&gt;
&lt;li&gt;
&lt;p&gt;方程两边对 $x$ 求导：
&lt;/p&gt;
$$y' = \ln y + x \cdot \frac{y'}{y} \implies y'\left(1 - \frac{x}{y}\right) = \ln y \implies y' \cdot \frac{y - x}{y} = \ln y$$&lt;p&gt;
解得：
&lt;/p&gt;
$$\frac{dy}{dx} = \frac{y\ln y}{y - x}$$&lt;/li&gt;
&lt;li&gt;
&lt;p&gt;两边取自然对数：$\ln y = \sin x \ln x$。两边对 $x$ 求导：
&lt;/p&gt;
$$\frac{y'}{y} = \cos x \ln x + \sin x \cdot \frac{1}{x}$$&lt;p&gt;
两边同乘 $y = x^{\sin x}$：
&lt;/p&gt;
$$\frac{dy}{dx} = x^{\sin x}\left(\cos x \ln x + \frac{\sin x}{x}\right)$$&lt;/li&gt;
&lt;li&gt;
&lt;p&gt;参数方程求导：
&lt;/p&gt;
$$\frac{dx}{dt} = \cos t,\quad \frac{dy}{dt} = -2\sin 2t = -4\sin t\cos t$$&lt;p&gt;
&lt;/p&gt;
$$\frac{dy}{dx} = \frac{\frac{dy}{dt}}{\frac{dx}{dt}} = \frac{-4\sin t\cos t}{\cos t} = -4\sin t$$&lt;p&gt;
代入 $t = \frac{\pi}{4}$：
&lt;/p&gt;
$$\left.\frac{dy}{dx}\right|_{t=\frac{\pi}{4}} = -4\sin\frac{\pi}{4} = -4 \cdot \frac{\sqrt{2}}{2} = -2\sqrt{2}$$&lt;/li&gt;
&lt;li&gt;
&lt;p&gt;确定切点对应的参数值 $t$：
由 $x = \frac{t^2}{2} = 2$ 且 $y = 1 - t = -1$，解得 $t = 2$。
求导数：
&lt;/p&gt;
$$\frac{dx}{dt} = t,\quad \frac{dy}{dt} = -1 \implies \frac{dy}{dx} = -\frac{1}{t}$$&lt;p&gt;
在 $t = 2$ 处的切线斜率：$k = -\frac{1}{2}$。
切线方程为：
&lt;/p&gt;
$$y - (-1) = -\frac{1}{2}(x - 2) \implies y + 1 = -\frac{1}{2}x + 1 \implies y = -\frac{x}{2}$$&lt;/li&gt;
&lt;/ol&gt;
&lt;hr&gt;
&lt;h3 id="2-求函数的一阶导数"&gt;2. 求函数的一阶导数 $\frac{dy}{dx}$&lt;/h3&gt;
&lt;p&gt;&lt;strong&gt;【题目】&lt;/strong&gt;&lt;/p&gt;
&lt;ol&gt;
&lt;li&gt;
&lt;p&gt;$y = \sqrt{x\sin\frac{x}{2}\sqrt{1 - e^{2x}}};$&lt;/p&gt;
&lt;/li&gt;
&lt;li&gt;
&lt;p&gt;$y = y(x)$ 由方程 $xy = e^{x + y}$ 确定.&lt;/p&gt;
&lt;/li&gt;
&lt;/ol&gt;
&lt;p&gt;&lt;strong&gt;【解析】&lt;/strong&gt;&lt;/p&gt;
&lt;ol&gt;
&lt;li&gt;
&lt;p&gt;采用对数求导法。两边取绝对值的自然对数：
&lt;/p&gt;
$$\ln y = \frac{1}{2}\left[\ln x + \ln\sin\frac{x}{2} + \frac{1}{2}\ln(1 - e^{2x})\right]$$&lt;p&gt;
两边对 $x$ 求导：
&lt;/p&gt;
$$\frac{y'}{y} = \frac{1}{2}\left[\frac{1}{x} + \frac{1}{\sin\frac{x}{2}} \cdot \frac{1}{2}\cos\frac{x}{2} + \frac{1}{2} \cdot \frac{-2e^{2x}}{1 - e^{2x}}\right] = \frac{1}{4}\left(\frac{2}{x} + \cot\frac{x}{2} - \frac{2e^{2x}}{1 - e^{2x}}\right)$$&lt;p&gt;
两边乘回 $y$：
&lt;/p&gt;
$$\frac{dy}{dx} = \frac{1}{4}\sqrt{x\sin\frac{x}{2}\sqrt{1 - e^{2x}}}\left(\frac{2}{x} + \cot\frac{x}{2} - \frac{2e^{2x}}{1 - e^{2x}}\right)$$&lt;/li&gt;
&lt;li&gt;
&lt;p&gt;方程 $xy = e^{x + y}$ 两边对 $x$ 求导：
&lt;/p&gt;
$$y + xy' = e^{x + y}(1 + y')$$&lt;p&gt;
移项整理：
&lt;/p&gt;
$$y - e^{x + y} = y'(e^{x + y} - x) \implies \frac{dy}{dx} = \frac{e^{x + y} - y}{x - e^{x + y}}$$&lt;/li&gt;
&lt;/ol&gt;
&lt;hr&gt;
&lt;h3 id="3-求一阶导数和二阶导数"&gt;3. 求一阶导数和二阶导数&lt;/h3&gt;
&lt;p&gt;&lt;strong&gt;【题目】&lt;/strong&gt;&lt;/p&gt;
&lt;ol&gt;
&lt;li&gt;
&lt;p&gt;$y = 1 - xe^{-y};$&lt;/p&gt;
&lt;/li&gt;
&lt;li&gt;
&lt;p&gt;$\begin{cases} x = f'(t) \\ y = tf'(t) - f(t) \end{cases}$ ，其中 $f''(t)$ 存在且不为零；&lt;/p&gt;
&lt;/li&gt;
&lt;li&gt;
&lt;p&gt;$\begin{cases} x = a\cos t \\ y = b\sin t \end{cases}$ .&lt;/p&gt;
&lt;/li&gt;
&lt;/ol&gt;
&lt;p&gt;&lt;strong&gt;【解析】&lt;/strong&gt;&lt;/p&gt;
&lt;ol&gt;
&lt;li&gt;&lt;/li&gt;
&lt;/ol&gt;
&lt;ul&gt;
&lt;li&gt;一阶导数：两边对 $x$ 求导，
$$y' = -e^{-y} - x(-e^{-y}y') = -e^{-y} + xe^{-y}y' \implies y'(1 - xe^{-y}) = -e^{-y}$$
由原方程知 $1 - xe^{-y} = y$，代入得：
$$y \cdot y' = -e^{-y} \implies \frac{dy}{dx} = -\frac{1}{ye^y}$$&lt;/li&gt;
&lt;li&gt;二阶导数：对 $y'$ 再次对 $x$ 求导，
$$\frac{d^2y}{dx^2} = \frac{d}{dx}\left(-\frac{e^{-y}}{y}\right) = -\frac{(-e^{-y}y')y - e^{-y}y'}{y^2} = \frac{y'e^{-y}(y + 1)}{y^2}$$
将 $y' = -\frac{e^{-y}}{y}$ 代入：
$$\frac{d^2y}{dx^2} = -\frac{e^{-y}}{y} \cdot \frac{e^{-y}(1 + y)}{y^2} = -\frac{1 + y}{y^3 e^{2y}}$$&lt;/li&gt;
&lt;/ul&gt;
&lt;ol start="2"&gt;
&lt;li&gt;&lt;/li&gt;
&lt;/ol&gt;
&lt;ul&gt;
&lt;li&gt;一阶导数：
$$\frac{dx}{dt} = f''(t),\quad \frac{dy}{dt} = 1 \cdot f'(t) + tf''(t) - f'(t) = tf''(t)$$
$$\frac{dy}{dx} = \frac{\frac{dy}{dt}}{\frac{dx}{dt}} = \frac{tf''(t)}{f''(t)} = t$$&lt;/li&gt;
&lt;li&gt;二阶导数：
$$\frac{d^2y}{dx^2} = \frac{\frac{d}{dt}\left(\frac{dy}{dx}\right)}{\frac{dx}{dt}} = \frac{(t)'_t}{f''(t)} = \frac{1}{f''(t)}$$&lt;/li&gt;
&lt;/ul&gt;
&lt;ol start="3"&gt;
&lt;li&gt;&lt;/li&gt;
&lt;/ol&gt;
&lt;ul&gt;
&lt;li&gt;一阶导数：
$$\frac{dx}{dt} = -a\sin t,\quad \frac{dy}{dt} = b\cos t$$
$$\frac{dy}{dx} = \frac{b\cos t}{-a\sin t} = -\frac{b}{a}\cot t$$&lt;/li&gt;
&lt;li&gt;二阶导数：
$$\frac{d^2y}{dx^2} = \frac{\frac{d}{dt}\left(-\frac{b}{a}\cot t\right)}{\frac{dx}{dt}} = \frac{\frac{b}{a}\csc^2 t}{-a\sin t} = -\frac{b}{a^2}\csc^3 t$$&lt;/li&gt;
&lt;/ul&gt;
&lt;hr&gt;
&lt;h3 id="4-切线与法线方程"&gt;4. 切线与法线方程&lt;/h3&gt;
&lt;p&gt;&lt;strong&gt;【题目】&lt;/strong&gt;&lt;/p&gt;
&lt;p&gt;求曲线 $\begin{cases} x = 2e^{t} \\ y = e^{-t} \end{cases}$ 在 t = 0 处的切线方程和法线方程.&lt;/p&gt;
&lt;p&gt;&lt;strong&gt;【解析】&lt;/strong&gt;&lt;/p&gt;
&lt;ol&gt;
&lt;li&gt;当 $t = 0$ 时，$x_0 = 2e^0 = 2$，$y_0 = e^0 = 1$。切点为 $(2, 1)$。&lt;/li&gt;
&lt;li&gt;求导数与斜率：
$$\frac{dx}{dt} = 2e^t,\quad \frac{dy}{dt} = -e^{-t} \implies \frac{dy}{dx} = \frac{-e^{-t}}{2e^t} = -\frac{1}{2}e^{-2t}$$
在 $t = 0$ 处，切线斜率 $k = -\frac{1}{2}$。&lt;/li&gt;
&lt;li&gt;切线方程：
$$y - 1 = -\frac{1}{2}(x - 2) \implies y = -\frac{x}{2} + 2$$&lt;/li&gt;
&lt;li&gt;法线斜率 $k_N = -\frac{1}{k} = 2$。法线方程：
$$y - 1 = 2(x - 2) \implies y = 2x - 3$$&lt;/li&gt;
&lt;/ol&gt;
&lt;hr&gt;
&lt;h3 id="5-平行法线与切点确定"&gt;5. 平行法线与切点确定&lt;/h3&gt;
&lt;p&gt;&lt;strong&gt;【题目】&lt;/strong&gt;&lt;/p&gt;
&lt;p&gt;曲线 $\begin{cases} x = t^2 / 2 \\ y = 1 - t \end{cases}$ 上哪一点的法线与直线 $y = -2x + 1$ 平行？并求出曲线在该点的法线方程.&lt;/p&gt;
&lt;p&gt;&lt;strong&gt;【解析】&lt;/strong&gt;&lt;/p&gt;
&lt;ol&gt;
&lt;li&gt;
&lt;p&gt;求参数导数：
&lt;/p&gt;
$$\frac{dx}{dt} = t,\quad \frac{dy}{dt} = -1 \implies \frac{dy}{dx} = -\frac{1}{t}$$&lt;p&gt;
曲线在对应参数 $t$ 处的法线斜率：
&lt;/p&gt;
$$k_N = -\frac{1}{\frac{dy}{dx}} = t$$&lt;/li&gt;
&lt;li&gt;
&lt;p&gt;已知法线与直线 $y = -2x + 1$ 平行，其斜率相等，故：
&lt;/p&gt;
$$t = -2$$&lt;/li&gt;
&lt;li&gt;
&lt;p&gt;计算切点坐标：
&lt;/p&gt;
$$x = \frac{(-2)^2}{2} = 2,\quad y = 1 - (-2) = 3$$&lt;p&gt;
因此，该点坐标为 &lt;strong&gt;(2, 3)&lt;/strong&gt;。&lt;/p&gt;
&lt;/li&gt;
&lt;li&gt;
&lt;p&gt;法线方程：
&lt;/p&gt;
$$y - 3 = -2(x - 2) \implies y = -2x + 7$$&lt;/li&gt;
&lt;/ol&gt;</description></item><item><title>习题2.5 函数的微分</title><link>https://yhk.life/courses/advanced_mathematics/%E4%B9%A0%E9%A2%98%E5%86%8C/%E7%AC%AC%E4%BA%8C%E7%AB%A0-%E5%AF%BC%E6%95%B0%E4%B8%8E%E5%BE%AE%E5%88%86/%E4%B9%A0%E9%A2%982.5-%E5%87%BD%E6%95%B0%E7%9A%84%E5%BE%AE%E5%88%86/</link><pubDate>Mon, 01 Jan 0001 00:00:00 +0000</pubDate><guid>https://yhk.life/courses/advanced_mathematics/%E4%B9%A0%E9%A2%98%E5%86%8C/%E7%AC%AC%E4%BA%8C%E7%AB%A0-%E5%AF%BC%E6%95%B0%E4%B8%8E%E5%BE%AE%E5%88%86/%E4%B9%A0%E9%A2%982.5-%E5%87%BD%E6%95%B0%E7%9A%84%E5%BE%AE%E5%88%86/</guid><description>&lt;h3 id="1-填空题"&gt;1. 填空题&lt;/h3&gt;
&lt;p&gt;&lt;strong&gt;【题目】&lt;/strong&gt;&lt;/p&gt;
&lt;ol&gt;
&lt;li&gt;
&lt;p&gt;若 $y = x^{3} - x, x = 2, \Delta x = 0.1$ ，则 dy = ____；&lt;/p&gt;
&lt;/li&gt;
&lt;li&gt;
&lt;p&gt;设函数 $y = f(x)$ 可导，且 $f'(x) = \frac{1}{x^2 + 1}$ ，则 $df\left(\frac{1}{x}\right) =$ ____；&lt;/p&gt;
&lt;/li&gt;
&lt;li&gt;
&lt;p&gt;若 $y = f(x)$ 在 $x_0$ 的某一个邻域内有定义，且 $\Delta y = f(x_0 + \Delta x) - f(x_0) = 3\Delta x + o(\Delta x)$ ，则 $f'(x_0) =$ ____.&lt;/p&gt;
&lt;/li&gt;
&lt;/ol&gt;
&lt;p&gt;&lt;strong&gt;【解析】&lt;/strong&gt;&lt;/p&gt;
&lt;ol&gt;
&lt;li&gt;
&lt;p&gt;导数 $y' = 3x^2 - 1$。
在 $x = 2$ 处，$y'(2) = 3(2)^2 - 1 = 11$。
微分：$dy = y'(2)\Delta x = 11 \times 0.1 = 1.1$。&lt;/p&gt;
&lt;/li&gt;
&lt;li&gt;
&lt;p&gt;由微分形式不变性：
&lt;/p&gt;
$$df\left(\frac{1}{x}\right) = f'\left(\frac{1}{x}\right) d\left(\frac{1}{x}\right) = \frac{1}{\left(\frac{1}{x}\right)^2 + 1} \cdot \left(-\frac{1}{x^2}\right) dx = \frac{x^2}{1 + x^2} \cdot \left(-\frac{1}{x^2}\right) dx = -\frac{dx}{1 + x^2}$$&lt;/li&gt;
&lt;li&gt;
&lt;p&gt;根据函数可微与导数的关系，$\Delta y = A\Delta x + o(\Delta x)$ 中的线性主部系数 $A$ 即为 $f'(x_0)$。
故 $f'(x_0) = 3$。&lt;/p&gt;
&lt;/li&gt;
&lt;/ol&gt;
&lt;hr&gt;
&lt;h3 id="2-求下列函数的微分"&gt;2. 求下列函数的微分&lt;/h3&gt;
&lt;p&gt;&lt;strong&gt;【题目】&lt;/strong&gt;&lt;/p&gt;
&lt;ol&gt;
&lt;li&gt;
&lt;p&gt;$y = x \sin 2x;$&lt;/p&gt;
&lt;/li&gt;
&lt;li&gt;
&lt;p&gt;$y = \arctan \frac{1 - x^2}{1 + x^2};$&lt;/p&gt;
&lt;/li&gt;
&lt;li&gt;
&lt;p&gt;$y = \tan^{2}(1 + 2x^{2}).$&lt;/p&gt;
&lt;/li&gt;
&lt;/ol&gt;
&lt;p&gt;&lt;strong&gt;【解析】&lt;/strong&gt;&lt;/p&gt;
&lt;ol&gt;
&lt;li&gt;
&lt;p&gt;先求导数：
&lt;/p&gt;
$$y' = \sin 2x + x \cdot 2\cos 2x = \sin 2x + 2x\cos 2x$$&lt;p&gt;
微分为：
&lt;/p&gt;
$$dy = (\sin 2x + 2x\cos 2x)dx$$&lt;/li&gt;
&lt;li&gt;
&lt;p&gt;化简解析式：令 $u = x^2 \geq 0$，
&lt;/p&gt;
$$y = \arctan\frac{1 - u}{1 + u} = \arctan 1 - \arctan u = \frac{\pi}{4} - \arctan(x^2)$$&lt;p&gt;
求导数：
&lt;/p&gt;
$$y' = -\frac{1}{1 + (x^2)^2} \cdot (x^2)' = -\frac{2x}{1 + x^4}$$&lt;p&gt;
微分为：
&lt;/p&gt;
$$dy = \frac{-2x}{1 + x^4}dx$$&lt;/li&gt;
&lt;li&gt;
&lt;p&gt;复合求导：
&lt;/p&gt;
$$y' = 2\tan(1 + 2x^2) \cdot \sec^2(1 + 2x^2) \cdot (1 + 2x^2)' = 2\tan(1 + 2x^2)\sec^2(1 + 2x^2) \cdot (4x)$$&lt;p&gt;
&lt;/p&gt;
$$= 8x\tan(1 + 2x^2)\sec^2(1 + 2x^2)$$&lt;p&gt;
微分为：
&lt;/p&gt;
$$dy = 8x\tan(1 + 2x^2)\sec^2(1 + 2x^2)dx$$&lt;/li&gt;
&lt;/ol&gt;
&lt;hr&gt;
&lt;h3 id="3-微分凑微分填空"&gt;3. 微分凑微分填空&lt;/h3&gt;
&lt;p&gt;&lt;strong&gt;【题目】&lt;/strong&gt;&lt;/p&gt;
&lt;p&gt;将适当函数填入下列括号内，使等式成立：&lt;/p&gt;
&lt;ol&gt;
&lt;li&gt;$d(\quad) = \frac{1}{\sqrt{x}} dx;$&lt;/li&gt;
&lt;/ol&gt;
&lt;p&gt;2） $d(\quad) = \sin 3xdx;$&lt;/p&gt;
&lt;ol start="3"&gt;
&lt;li&gt;
&lt;p&gt;$d(\quad) = \sec^2 2xdx;$&lt;/p&gt;
&lt;/li&gt;
&lt;li&gt;
&lt;p&gt;$d(\quad) = e^{-2x}dx;$&lt;/p&gt;
&lt;/li&gt;
&lt;li&gt;
&lt;p&gt;$d(\quad) = \frac{1}{1 - x} dx;$&lt;/p&gt;
&lt;/li&gt;
&lt;li&gt;
&lt;p&gt;$d\ln \tan \frac{x}{2} = (\quad)\mathrm{d}x.$&lt;/p&gt;
&lt;/li&gt;
&lt;/ol&gt;
&lt;p&gt;&lt;strong&gt;【解析】&lt;/strong&gt;&lt;/p&gt;
&lt;ol&gt;
&lt;li&gt;
&lt;p&gt;$\int \frac{1}{\sqrt{x}} dx = 2\sqrt{x} + C$，故填：&lt;strong&gt;$2\sqrt{x} + C$&lt;/strong&gt;。&lt;/p&gt;
&lt;/li&gt;
&lt;li&gt;
&lt;p&gt;$\int \sin 3x dx = -\frac{1}{3}\cos 3x + C$，故填：&lt;strong&gt;$-\frac{1}{3}\cos 3x + C$&lt;/strong&gt;。&lt;/p&gt;
&lt;/li&gt;
&lt;li&gt;
&lt;p&gt;$\int \sec^2 2x dx = \frac{1}{2}\tan 2x + C$，故填：&lt;strong&gt;$\frac{1}{2}\tan 2x + C$&lt;/strong&gt;。&lt;/p&gt;
&lt;/li&gt;
&lt;li&gt;
&lt;p&gt;$\int e^{-2x} dx = -\frac{1}{2}e^{-2x} + C$，故填：&lt;strong&gt;$-\frac{1}{2}e^{-2x} + C$&lt;/strong&gt;。&lt;/p&gt;
&lt;/li&gt;
&lt;li&gt;
&lt;p&gt;$\int \frac{1}{1 - x} dx = -\ln|1 - x| + C$，故填：&lt;strong&gt;$-\ln(1 - x) + C$&lt;/strong&gt;。&lt;/p&gt;
&lt;/li&gt;
&lt;li&gt;
&lt;p&gt;求微商：
&lt;/p&gt;
$$\left(\ln\tan\frac{x}{2}\right)' = \frac{1}{\tan\frac{x}{2}} \cdot \sec^2\frac{x}{2} \cdot \frac{1}{2} = \frac{\cos\frac{x}{2}}{2\sin\frac{x}{2}\cos^2\frac{x}{2}} = \frac{1}{2\sin\frac{x}{2}\cos\frac{x}{2}} = \frac{1}{\sin x} = \csc x$$&lt;p&gt;
故括号内填：&lt;strong&gt;$\csc x$&lt;/strong&gt;。&lt;/p&gt;
&lt;/li&gt;
&lt;/ol&gt;</description></item><item><title>第二章 自测题</title><link>https://yhk.life/courses/advanced_mathematics/%E4%B9%A0%E9%A2%98%E5%86%8C/%E7%AC%AC%E4%BA%8C%E7%AB%A0-%E5%AF%BC%E6%95%B0%E4%B8%8E%E5%BE%AE%E5%88%86/%E7%AC%AC%E4%BA%8C%E7%AB%A0-%E8%87%AA%E6%B5%8B%E9%A2%98/</link><pubDate>Mon, 01 Jan 0001 00:00:00 +0000</pubDate><guid>https://yhk.life/courses/advanced_mathematics/%E4%B9%A0%E9%A2%98%E5%86%8C/%E7%AC%AC%E4%BA%8C%E7%AB%A0-%E5%AF%BC%E6%95%B0%E4%B8%8E%E5%BE%AE%E5%88%86/%E7%AC%AC%E4%BA%8C%E7%AB%A0-%E8%87%AA%E6%B5%8B%E9%A2%98/</guid><description>&lt;h3 id="1-计算下列各题"&gt;1. 计算下列各题&lt;/h3&gt;
&lt;p&gt;&lt;strong&gt;【题目】&lt;/strong&gt;&lt;/p&gt;
&lt;ol&gt;
&lt;li&gt;
&lt;p&gt;$y=e^{\tan\frac{1}{x}}\sin\frac{1}{x}$ ，求 $y'$ ;&lt;/p&gt;
&lt;/li&gt;
&lt;li&gt;
&lt;p&gt;$y=\frac{1}{4}\ln\frac{1+x}{1-x}-\frac{1}{2}\arctan x$ ，求 $y', y''$ ;&lt;/p&gt;
&lt;/li&gt;
&lt;li&gt;
&lt;p&gt;$y = x^{\sin x} + f(\sin^{2} x)$ ，其中 f 可微，求 dy；&lt;/p&gt;
&lt;/li&gt;
&lt;li&gt;
&lt;p&gt;$\arcsin x \cdot \ln y - e^{2x} + \tan y = 0\ (0 &lt; y &lt; \frac{\pi}{2})$ ，求 $\left. \frac{dy}{dx} \right|_{x=0}$ ;&lt;/p&gt;
&lt;/li&gt;
&lt;li&gt;
&lt;p&gt;$\ln \sqrt{x^2 + y^2} = \arctan \frac{y}{x}$ 确定了函数 $y = y(x)$ ，求 $y', y''$ ；&lt;/p&gt;
&lt;/li&gt;
&lt;li&gt;
&lt;p&gt;设函数 $y = y(x)$ 由参数方程 $\begin{cases} x = \ln \sqrt{1 + t^2} \\ y = \arctan t \end{cases}$ 确定，求 $\frac{dy}{dx}, \frac{d^2y}{dx^2}$ .&lt;/p&gt;
&lt;/li&gt;
&lt;/ol&gt;
&lt;p&gt;&lt;strong&gt;【解析】&lt;/strong&gt;&lt;/p&gt;
&lt;ol&gt;
&lt;li&gt;
&lt;p&gt;利用乘法求导法则：
&lt;/p&gt;
$$y' = \left(e^{\tan\frac{1}{x}}\right)' \sin\frac{1}{x} + e^{\tan\frac{1}{x}} \left(\sin\frac{1}{x}\right)'$$&lt;p&gt;
&lt;/p&gt;
$$= e^{\tan\frac{1}{x}} \cdot \sec^2\frac{1}{x} \cdot \left(-\frac{1}{x^2}\right) \sin\frac{1}{x} + e^{\tan\frac{1}{x}} \cdot \cos\frac{1}{x} \cdot \left(-\frac{1}{x^2}\right)$$&lt;p&gt;
&lt;/p&gt;
$$= -\frac{1}{x^2} e^{\tan\frac{1}{x}}\left(\sin\frac{1}{x}\sec^2\frac{1}{x} + \cos\frac{1}{x}\right)$$&lt;/li&gt;
&lt;li&gt;
&lt;p&gt;化简后求导：$y = \frac{1}{4}[\ln(1 + x) - \ln(1 - x)] - \frac{1}{2}\arctan x$。&lt;/p&gt;
&lt;ul&gt;
&lt;li&gt;一阶导数：
$$y' = \frac{1}{4}\left(\frac{1}{1 + x} + \frac{1}{1 - x}\right) - \frac{1}{2(1 + x^2)} = \frac{1}{4} \cdot \frac{2}{1 - x^2} - \frac{1}{2(1 + x^2)} = \frac{1}{2(1 - x^2)} - \frac{1}{2(1 + x^2)}$$
$$= \frac{(1 + x^2) - (1 - x^2)}{2(1 - x^4)} = \frac{x^2}{1 - x^4}$$&lt;/li&gt;
&lt;li&gt;二阶导数：
$$y'' = \frac{(x^2)'(1 - x^4) - x^2(1 - x^4)'}{(1 - x^4)^2} = \frac{2x(1 - x^4) - x^2(-4x^3)}{(1 - x^4)^2} = \frac{2x - 2x^5 + 4x^5}{(1 - x^4)^2} = \frac{2x(1 + x^4)}{(1 - x^4)^2}$$&lt;/li&gt;
&lt;/ul&gt;
&lt;/li&gt;
&lt;li&gt;
&lt;p&gt;分别求各项微分：&lt;/p&gt;
&lt;ul&gt;
&lt;li&gt;第一项 $u = x^{\sin x} \implies \ln u = \sin x\ln x \implies du = x^{\sin x}\left(\cos x\ln x + \frac{\sin x}{x}\right)dx$；&lt;/li&gt;
&lt;li&gt;第二项 $v = f(\sin^2 x) \implies dv = f'(\sin^2 x) \cdot 2\sin x\cos x dx = \sin 2x f'(\sin^2 x) dx$。
因此：
$$dy = \left[x^{\sin x}\left(\cos x\ln x + \frac{\sin x}{x}\right) + \sin 2x f'(\sin^2 x)\right]dx$$&lt;/li&gt;
&lt;/ul&gt;
&lt;/li&gt;
&lt;li&gt;&lt;/li&gt;
&lt;/ol&gt;
&lt;ul&gt;
&lt;li&gt;当 $x = 0$ 时，$\arcsin 0 \cdot \ln y - e^0 + \tan y = 0 \implies -1 + \tan y = 0$。因为 $0 &lt; y &lt; \frac{\pi}{2}$，得 $y = \frac{\pi}{4}$。&lt;/li&gt;
&lt;li&gt;方程两边对 $x$ 求导：
$$\frac{1}{\sqrt{1 - x^2}}\ln y + \arcsin x \cdot \frac{y'}{y} - 2e^{2x} + \sec^2 y \cdot y' = 0$$
代入 $x = 0, y = \frac{\pi}{4}$：
$$1 \cdot \ln\frac{\pi}{4} + 0 - 2 + \sec^2\frac{\pi}{4} \cdot y' = 0$$
因为 $\sec\frac{\pi}{4} = \sqrt{2} \implies \sec^2\frac{\pi}{4} = 2$，
$$\ln\frac{\pi}{4} - 2 + 2y' = 0 \implies 2y' = 2 - \ln\frac{\pi}{4} = 2 - \ln\pi + \ln 4 = 2 + 2\ln 2 - \ln\pi$$
$$y' = 1 + \ln 2 - \frac{1}{2}\ln\pi$$&lt;/li&gt;
&lt;/ul&gt;
&lt;ol start="5"&gt;
&lt;li&gt;
&lt;p&gt;方程两边对 $x$ 隐函数求导：
&lt;/p&gt;
$$\frac{1}{2}\ln(x^2 + y^2) = \arctan\frac{y}{x}$$&lt;p&gt;
&lt;/p&gt;
$$\frac{1}{2} \cdot \frac{2x + 2yy'}{x^2 + y^2} = \frac{1}{1 + \left(\frac{y}{x}\right)^2} \cdot \frac{y'x - y}{x^2} \implies \frac{x + yy'}{x^2 + y^2} = \frac{xy' - y}{x^2 + y^2}$$&lt;p&gt;
两边消去公分母 $x^2 + y^2$：
&lt;/p&gt;
$$x + yy' = xy' - y \implies y'(x - y) = x + y \implies y' = \frac{x + y}{x - y}$$&lt;p&gt;
求二阶导数：
&lt;/p&gt;
$$y'' = \frac{(x + y)'(x - y) - (x + y)(x - y)'}{(x - y)^2} = \frac{(1 + y')(x - y) - (x + y)(1 - y')}{(x - y)^2} = \frac{2(xy' - y)}{(x - y)^2}$$&lt;p&gt;
代入 $y' = \frac{x + y}{x - y}$：
&lt;/p&gt;
$$xy' - y = x\left(\frac{x + y}{x - y}\right) - y = \frac{x^2 + xy - xy + y^2}{x - y} = \frac{x^2 + y^2}{x - y}$$&lt;p&gt;
代入得：
&lt;/p&gt;
$$y'' = \frac{2(x^2 + y^2)}{(x - y)^3}$$&lt;/li&gt;
&lt;li&gt;
&lt;p&gt;参数方程求导：
&lt;/p&gt;
$$\frac{dx}{dt} = \frac{1}{2} \cdot \frac{2t}{1 + t^2} = \frac{t}{1 + t^2},\quad \frac{dy}{dt} = \frac{1}{1 + t^2}$$&lt;ul&gt;
&lt;li&gt;一阶导数：
$$\frac{dy}{dx} = \frac{\frac{1}{1 + t^2}}{\frac{t}{1 + t^2}} = \frac{1}{t}$$&lt;/li&gt;
&lt;li&gt;二阶导数：
$$\frac{d^2y}{dx^2} = \frac{\frac{d}{dt}\left(\frac{1}{t}\right)}{\frac{dx}{dt}} = \frac{-\frac{1}{t^2}}{\frac{t}{1 + t^2}} = -\frac{1 + t^2}{t^3}$$&lt;/li&gt;
&lt;/ul&gt;
&lt;/li&gt;
&lt;/ol&gt;
&lt;hr&gt;
&lt;h3 id="2-分段函数导数"&gt;2. 分段函数导数&lt;/h3&gt;
&lt;p&gt;&lt;strong&gt;【题目】&lt;/strong&gt;&lt;/p&gt;
&lt;p&gt;$f(x) = \begin{cases} \frac{x}{1 - e^{\frac{1}{x}}}, &amp; x\neq 0 \\ 0, &amp; x = 0 \end{cases}$ ，求 $f'(x)$ .&lt;/p&gt;
&lt;p&gt;&lt;strong&gt;【解析】&lt;/strong&gt;&lt;/p&gt;
&lt;ol&gt;
&lt;li&gt;
&lt;p&gt;当 $x \neq 0$ 时，直接利用商的求导法则：
&lt;/p&gt;
$$f'(x) = \frac{1 \cdot (1 - e^{\frac{1}{x}}) - x \cdot \left[-e^{\frac{1}{x}} \left(-\frac{1}{x^2}\right)\right]}{\left(1 - e^{\frac{1}{x}}\right)^2} = \frac{1 - e^{\frac{1}{x}} - \frac{1}{x}e^{\frac{1}{x}}}{\left(1 - e^{\frac{1}{x}}\right)^2}$$&lt;/li&gt;
&lt;li&gt;
&lt;p&gt;当 $x = 0$ 时，利用导数定义考察左右导数：&lt;/p&gt;
&lt;ul&gt;
&lt;li&gt;右导数：
$$f'_+(0) = \lim_{x\to 0^+}\frac{f(x) - f(0)}{x - 0} = \lim_{x\to 0^+}\frac{\frac{x}{1 - e^{\frac{1}{x}}}}{x} = \lim_{x\to 0^+}\frac{1}{1 - e^{\frac{1}{x}}}$$
当 $x \to 0^+$ 时，$\frac{1}{x} \to +\infty \implies e^{\frac{1}{x}} \to +\infty$，所以 $f'_+(0) = 0$。&lt;/li&gt;
&lt;li&gt;左导数：
$$f'_-(0) = \lim_{x\to 0^-}\frac{f(x) - f(0)}{x - 0} = \lim_{x\to 0^-}\frac{1}{1 - e^{\frac{1}{x}}}$$
当 $x \to 0^-$ 时，$\frac{1}{x} \to -\infty \implies e^{\frac{1}{x}} \to 0$，所以 $f'_-(0) = \frac{1}{1 - 0} = 1$。
因为左右导数不相等（$0 \neq 1$），故在 $x = 0$ 处导数不存在。&lt;/li&gt;
&lt;/ul&gt;
&lt;/li&gt;
&lt;/ol&gt;
&lt;p&gt;综合可得：
&lt;/p&gt;
$$f'(x) = \begin{cases} \frac{1 - e^{\frac{1}{x}} - \frac{1}{x}e^{\frac{1}{x}}}{\left(1 - e^{\frac{1}{x}}\right)^2}, &amp; x\neq 0, \\ \text{不存在}, &amp; x = 0. \end{cases}$$&lt;hr&gt;
&lt;h3 id="3-利用导数定义求导"&gt;3. 利用导数定义求导&lt;/h3&gt;
&lt;p&gt;&lt;strong&gt;【题目】&lt;/strong&gt;&lt;/p&gt;
&lt;p&gt;设函数 $f(x) = \begin{cases} g(x)\cos \frac{1}{x}, &amp; x \neq 0 \\ 0, &amp; x = 0 \end{cases}$ , $g(0) = g'(0) = 0$ ，求 $f'(0)$ .&lt;/p&gt;
&lt;p&gt;&lt;strong&gt;【解析】&lt;/strong&gt;&lt;/p&gt;
&lt;p&gt;按导数定义计算：
&lt;/p&gt;
$$f'(0) = \lim_{x\to 0}\frac{f(x) - f(0)}{x - 0} = \lim_{x\to 0}\frac{g(x)\cos\frac{1}{x} - 0}{x} = \lim_{x\to 0}\left(\frac{g(x)}{x} \cdot \cos\frac{1}{x}\right)$$&lt;p&gt;
因为 $g(0) = 0$，所以：
&lt;/p&gt;
$$\lim_{x\to 0}\frac{g(x)}{x} = \lim_{x\to 0}\frac{g(x) - g(0)}{x - 0} = g'(0) = 0$$&lt;p&gt;
即 $\frac{g(x)}{x}$ 是当 $x \to 0$ 时的无穷小量。
又因为 $\cos\frac{1}{x}$ 是有界量（$\left|\cos\frac{1}{x}\right| \leq 1$），
由“无穷小量与有界量的乘积仍是无穷小量”得：
&lt;/p&gt;
$$f'(0) = 0$$&lt;hr&gt;
&lt;h3 id="4-导数定义与对称增量"&gt;4. 导数定义与对称增量&lt;/h3&gt;
&lt;p&gt;&lt;strong&gt;【题目】&lt;/strong&gt;&lt;/p&gt;
&lt;p&gt;设函数 $f(x) = \varphi (a + bx) - \varphi (a - bx)$ ，其中 $\varphi (x)$ 在 $x = a$ 处可导，求 $f'(0)$ .&lt;/p&gt;
&lt;p&gt;&lt;strong&gt;【解析】&lt;/strong&gt;&lt;/p&gt;
&lt;p&gt;直接利用导数定义计算：
&lt;/p&gt;
$$f'(0) = \lim_{x\to 0}\frac{f(x) - f(0)}{x - 0}$$&lt;p&gt;
因为 $f(0) = \varphi(a) - \varphi(a) = 0$，所以：
&lt;/p&gt;
$$f'(0) = \lim_{x\to 0}\frac{\varphi(a + bx) - \varphi(a - bx)}{x}$$&lt;p&gt;
拆项整理：
&lt;/p&gt;
$$f'(0) = \lim_{x\to 0}\left[b \cdot \frac{\varphi(a + bx) - \varphi(a)}{bx} + b \cdot \frac{\varphi(a - bx) - \varphi(a)}{-bx}\right]$$&lt;p&gt;
因为 $\varphi(x)$ 在 $x = a$ 处可导，所以当 $x \to 0$ 时，$\frac{\varphi(a + bx) - \varphi(a)}{bx} \to \varphi'(a)$，且 $\frac{\varphi(a - bx) - \varphi(a)}{-bx} \to \varphi'(a)$。
因此：
&lt;/p&gt;
$$f'(0) = b\varphi'(a) + b\varphi'(a) = 2b\varphi'(a)$$&lt;hr&gt;
&lt;h3 id="5-分式函数的--阶导数"&gt;5. 分式函数的 $n$ 阶导数&lt;/h3&gt;
&lt;p&gt;&lt;strong&gt;【题目】&lt;/strong&gt;&lt;/p&gt;
&lt;p&gt;已知函数 $y = \frac{1}{x^2 - 3x + 2}$ ，求 $y^{(n)}$ .&lt;/p&gt;
&lt;p&gt;&lt;strong&gt;【解析】&lt;/strong&gt;&lt;/p&gt;
&lt;p&gt;将分母因式分解并化为部分分式：
&lt;/p&gt;
$$x^2 - 3x + 2 = (x - 1)(x - 2)$$&lt;p&gt;
&lt;/p&gt;
$$\frac{1}{x^2 - 3x + 2} = \frac{1}{x - 2} - \frac{1}{x - 1} = (x - 2)^{-1} - (x - 1)^{-1}$$&lt;p&gt;利用函数 $(x + c)^{-1}$ 的 $n$ 阶导数公式：
&lt;/p&gt;
$$\left[(x + c)^{-1}\right]^{(n)} = (-1)^n n! (x + c)^{-(n + 1)}$$&lt;p&gt;分别求导得：
&lt;/p&gt;
$$\left[(x - 2)^{-1}\right]^{(n)} = (-1)^n n! (x - 2)^{-(n + 1)}$$&lt;p&gt;
&lt;/p&gt;
$$\left[(x - 1)^{-1}\right]^{(n)} = (-1)^n n! (x - 1)^{-(n + 1)}$$&lt;p&gt;因此：
&lt;/p&gt;
$$y^{(n)} = (-1)^n n!\left[(x - 2)^{-n - 1} - (x - 1)^{-n - 1}\right]$$</description></item></channel></rss>