題目
Problem
3. If f(x)=∫2ex1+t2dt, find (f−1)′(0). (10%)
解答
解法一
思路
展開
- 本題要求反函數在 y=0 處的導數 (f−1)′(0)。
- 根據反函數求導法則:
(f−1)′(0)=f′(x0)1其中 f(x0)=0
- 第一步:求 x0:
令 f(x0)=∫2ex01+t2dt=0。
要使積分值為 0,其積分上下限必須相等,故 ex0=2⟹x0=ln2。
- 第二步:求導函數 f′(x):
利用微積分基本定理與連鎖律:
f′(x)=dxd∫2ex1+t2dt=1+(ex)2⋅dxd(ex)=1+e2x⋅ex
- 第三步:代入計算:
計算 f′(ln2) 的值,最後取倒數即得答案。
答題過程
展開
根據反函數求導公式,若 f(x0)=0,則:
(f−1)′(0)=f′(x0)1
首先,我們求解 x0:
f(x0)=∫2ex01+t2dt=0
由於被積函數 1+t2>0 恆正,積分值為 0 當且僅當積分上限等於下限:
ex0=2⟹x0=ln2
接著,利用微積分基本定理與連鎖律對 f(x) 求導:
f′(x)=1+(ex)2⋅dxd(ex)=ex1+e2x
將 x0=ln2 代入導函數:
f′(ln2)===eln21+e2ln221+425
因此,所求反函數之導數為:
(f−1)′(0)=f′(ln2)1=251=105.