题目
11. (4.0分) 当λ取何值时,方程y=x+λcos y能确定函数?A. |λ|B. |λ|neq1C. |λ|>1D. 取任意实数
11. (4.0分) 当λ取何值时,方程$y=x+λ\cos y$能确定函数?
A. $|λ|<1$
B. $|λ|\neq1$
C. $|λ|>1$
D. 取任意实数
题目解答
答案
A. $|λ|<1$
解析
本题考查隐函数存在定理的应用,解题思路是通过构造函数,利用隐函数存在定理的条件来确定$\lambda$的取值范围。
- 首先,设$F(x,y)=y - x - \lambda\cos y$。
- 对于隐函数存在定理,若函数$F(x,y)$满足一定条件,则方程$F(x,y)=0$能确定隐函数。这里我们需要考虑$F(x,y)$关于$y$的偏导数。
- 然后,求$F(x,y)$关于$y$的偏导数$F_y$:
- 根据求导公式$(u - v - w)^\prime=u^\prime - v^\prime - w^\prime$,对于$F(x,y)=y - x - \lambda\cos y$,其中$x$看作常数。
- 对$y$求导,$(y)^\prime = 1$,$(x)^\prime = 0$,$(\lambda\cos y)^\prime=-\lambda\sin y$。
- 所以$F_y=\frac{\partial F}{\partial y}=1+\lambda\sin y$。
- 接着,根据隐函数存在定理,要使方程$F(x,y) = 0$能确定隐函数$y = f(x)$,需要$F_y\neq0$。
- 即$1+\lambda\sin y\neq0$,变形可得$\lambda\sin y\neq - 1$。
- 因为$\vert\sin y\vert\leqslant1$,我们考虑$\vert\lambda\vert$的取值情况。
- 若$\vert\lambda\vert\geqslant1$,当$\sin y=\pm1$时,$\lambda\sin y=\pm\lambda$,此时可能会出现$\lambda\sin y = - 1$的情况。
- 当$\vert\lambda\vert\lt1$时,对于任意的$y$,$\vert\lambda\sin y\vert\leqslant\vert\lambda\vert\lt1$,所以$\lambda\sin y\neq - 1$,满足$F_y\neq0$。