对等式 $x^y = y^x$ 求导,我们可以按照以下步骤进行:
1. **取自然对数**:
- 首先,对方程两边同时取自然对数,得到:
$$\ln(x^y) = \ln(y^x)$$
2. **利用对数性质**:
- 将上式转化为:
$$y \ln x = x \ln y$$
3. **隐函数求导**:
- 对新方程 $y \ln x = x \ln y$ 进行隐函数求导。
- 应用乘积法则和链式法则,得到:
$$\frac{dy}{dx} \ln x + y \cdot \frac{1}{x} = \ln y + x \cdot \frac{1}{y} \cdot \frac{dy}{dx}$$
4. **解出导数**:
- 将所有包含 $\frac{dy}{dx}$ 的项移到方程的一边,其他项移到另一边,解出 $\frac{dy}{dx}$:
$$\frac{dy}{dx} \ln x - x \cdot \frac{1}{y} \cdot \frac{dy}{dx} = \ln y - \frac{y}{x}$$
5. **提取公因子**:
- 将 $\frac{dy}{dx}$ 提取出来作为公因子:
$$\frac{dy}{dx} (\ln x - \frac{x}{y}) = \ln y - \frac{y}{x}$$
6. **最终导数表达式**:
- 解出 $\frac{dy}{dx}$:
$$\frac{dy}{dx} = \frac{\ln y - \frac{y}{x}}{\ln x - \frac{x}{y}}$$
或者,为了更清晰地表示,可以重写为:
$$\frac{dy}{dx} = \frac{y(\ln y - \frac{1}{\ln x})}{x(\ln x - \frac{1}{\ln y})}$$
注意,这个导数表达式在 $\ln x
eq \frac{x}{y}$ 和 $\ln y
eq \frac{y}{x}$ 的条件下成立,因为当这些条件不满足时,分母会为零,导致导数未定义。
希望这个详细的解题步骤能帮助你理解如何对 $x^y = y^x$ 进行求导!