再次求导,使用链式法则,得到
$$\begin{aligned}\frac{d^2y}{dx^2} &= \frac{d}{dx}\left(\frac{dy}{dx}\right) = \frac{d}{dt}\left(\frac{dy}{dx}\right)\frac{dt}{dx} \quad (\text{this is an important step}) \ &= \frac{d}{dt}\left(\frac{dy}{dx}\right) \Big/ \frac{dx}{dt} \ &= \frac{\frac{2}{3}(-1/t^2)}{3t^2} = -\frac{2}{9} \frac{1}{t^4}\end{aligned}$$
(b) 这里 $x$ 和 $y$ 由方程联系起来
$$x^2 + y^2 - 2x + 4y - 20 = 0$$
因此如例 8.24 中那样
$$2x + 2y \frac{dy}{dx} - 2 + 4 \frac{dy}{dx} = 0$$
和
$$(y + 2) \frac{dy}{dx} + x - 1 = 0$$
再次求导得到
$$\left(\frac{dy}{dx}\right) \frac{dy}{dx} + (y + 2) \frac{d^2y}{dx^2} + 1 = 0$$
使用乘积法则并记住
$$\frac{d}{dx}\left(\frac{dy}{dx}\right) = \frac{d^2y}{dx^2}$$
整理后,我们得到
$$\frac{d^2y}{dx^2} = -\frac{1 + (dy/dx)^2}{y + 2} \quad (y \neq -2)$$
并代入
$$\frac{dy}{dx} = \frac{1 - x}{2 + y}$$
代入右边最终得到
$$\frac{d^2y}{dx^2} = -\frac{x^2 + y^2 - 2x + 4y + 5}{(2 + y)^3}$$
利用原方程,这可以进一步化简为
$$\frac{d^2y}{dx^2} = -\frac{25}{(2 + y)^3} \quad (y \neq -2)$$