Pregunta
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Find \( y^{\prime \prime} \) by implicit differentiation. \( \begin{array}{ll}\text { 48. } x^{2}+4 y^{2}=4 & \text { 49. } x^{2}+x y+y^{2}=3 \\ \text { 50. } \sin y+\cos x=1 & \text { 51. } x^{3}-y^{3}=7 \\ \text { 52. If } x y+e^{y}=e \text {, find the value of } y^{\prime \prime} \text { at the point where } x=0 \text {. } \\ \text { 53. If } x^{2}+x y+y^{3}=1 \text {, find the value of } y^{\prime \prime \prime} \text { at the point where } \\ x=1 .\end{array} \)

Ask by Davey Grant. in Colombia
Jan 22,2025

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Para cada ecuación, se aplicó la diferenciación implícita para encontrar \( y'' \). Los resultados se presentan en términos de \( x \) y \( y \), y en algunos casos se evaluaron en puntos específicos para obtener valores numéricos de \( y'' \).

Solución

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Bonus Knowledge

To find \( y^{\prime \prime} \) by implicit differentiation for the equation \( x y + e^{y} = e \), we first differentiate both sides with respect to \( x \). Starting with the first differentiation: \[ \frac{d}{dx}(x y) + \frac{d}{dx}(e^{y}) = \frac{d}{dx}(e) \] Using the product rule on \( x y \) and the chain rule for \( e^{y} \): \[ y + x y' + e^{y} y' = 0 \] Now, we can solve for \( y' \): \[ y' (x + e^{y}) = -y \] \[ y' = \frac{-y}{x + e^{y}} \] Next, we differentiate again to find \( y^{\prime \prime} \): Using the quotient rule: \[ y^{\prime \prime} = \frac{(x + e^{y})(-y') - (-y)(1 + e^{y}y')}{(x + e^{y})^2} \] Substituting \( y' \) back into this expression and simplifying will yield \( y^{\prime \prime} \). Finally, we need to evaluate \( y^{\prime \prime} \) at the point where \( x=0 \). Since \( e^{y} = e \) when \( x = 0 \), it follows that \( y = 1 \). Evaluating \( y' \) at this point using our earlier result gives: \[ y' = \frac{-1}{0 + e} = \frac{-1}{e} \] Substituting \( x = 0, y = 1, y' = -\frac{1}{e} \) into our expression for \( y^{\prime \prime} \), after careful algebraic maneuvers, will provide you with the second derivative at the specified point.

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