多元复合函数求偏导问题 X=1⼀u+1⼀v y=(1⼀u)^2+(1⼀v)^2 z=(1⼀u)^3+(1⼀v)^3+e^x 求Z对Y的偏导和Z对V的偏导.

2024-11-17 12:46:11
推荐回答(3个)
回答(1):

很久没做了,小试牛刀

回答(2):

这里不方便输入,我就都用d表示偏导和导数了

首先,z对v的偏导是很自然的,把x作为u,v的函数代入z的表达式,直接求偏导即可,结果为
dz/dv=-3v^{-4}+e^x(-v^{-2})

下面看z对y的偏导

由于x,y都是关于u,v的函数,当jacobi行列式不为0时,可以得到u、v关于x、y的函数

注意到

当u=v时,x=2/u,y=2/u^2,
y=x^2/2
z=x^3/4+e^x
dy/dx=x
所以dz/zy=(dz/dx)*(dx/dy)=((3x^2/4)+e^x)/x

当u≠v时,jacobi行列式2(uv)^{-3}(u-v)不为0,因此,可以把u、v看作x、y的函数
从而,z=z(u,v)=z(u(x,y),v(x,y))
于是
dz/dy=(dz/du)*(du/dy)+(dz/dv)*(dv/dy)
其中
dz/du=-3u^{-4}+(-u^{-2})e^x
dz/dv=-3v^{-4}+(-v^{-2})e^x
dy/du=-2u^{-3}
dy/dv=-2v^{-3}
代入即可

回答(3):

说下我的思路(经过计算是OK的):
1,对于复合函数求偏导数,首先要搞清楚(1)函数(2)自变量(3)中间变量:中间变量又为自变量的函数。中间变量和自变量是相对的。
2,计算方法:第一问,显然,中间变量是u, v,(1)dz/dy=dz/du*du/dy + dz/dv*dv/dy dz/du和dz/dv这个简单,不用我写了吧。(2)接下来只要求得du/dy和dv/dy就能求解。由已知y=(1/u)^2+(1/v)^2可求得du/dy.
注意,这里有个简单方法:直接求du/dy很繁琐,可以通过求dy/du然后取倒数即可,很简洁。(因为等式右边dv/du=0,因为u,v是无关的独立自变量)这个方法只适用于一元偏倒数,高数教材有介绍这种方法。(3)同样的步骤可求出dv/dy,从而得解。
第二问:与第一问不同的是要把x,y看做是中间变量,dz/dv=(dz/dx)*(dx/dv) + (dz/dy)*(dy/dv)求解步骤与第一问雷同。略