多元函数微分学习题课
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第8章多元函数微分学§8.1 多元函数的基本概念内容概要课后习题全解习题8-1★1.设222(,)xy f x y x y =+,求(1,)y f x。
解:222222(1,)1()yy xy x f y x x y x==++★2. 已知函数(,,)w u v f u v w u w +=+,试求(,,)f x y x y xy +-。
解: 2(,,)()()xyxf x y x y xy x y xy +-=++★★3.设()z x y f x y =++-,且当0y =时,2z x =,求()f x 。
解:将0y =代入原式得: 20(0)x x f x =++- ,故 2()f x x x =-4.求下列函数的定义域: ★(1)2ln(21)zy x =-+解:要使表达式有意义,必须 2210y x -+>∴ 所求定义域为 2{(,)|210}D x y y x =-+>★(2)z=解:要使表达式有意义,必须0x ≥, ∴{(,)|D x y x =≥★★(3)u=解:要使表达式有意义,必须11-≤≤∴{(,,)|D x y z z =≤≤★★★(4)z = 解:要使表达式有意义,必须 222224010ln(1)0ln1x y x y x y ⎧-≥⎪-->⎨⎪--≠=⎩∴ 222{(,)|01,4}D x y x y y x =<+≤≤★★(5)ln()z y x =-+解:要使表达式有意义,必须220010y x x x y ⎧->⎪≥⎨⎪-->⎩∴ 22{(,)|1,0}D x y x y x y =+<≤<5.求下列极限:★(1)10y x y →→知识点:二重极限。
思路:(1,0)为函数定义域内的点,故极限值等于函数值。
解:1ln 2ln 21y x y →→== ★★(2)00x y →→知识点:二重极限。
思路: 应用有理化方法去根号。
复习题8(A )1. 设3(1)z y f x =+-,且已知y =1时,z =x 则()f x = ,z = .2. 设322,(,)(0,0)(,)0,(,)(0,0)x x y f x y x y x y ⎧≠⎪=+⎨⎪=⎩,则(0,0)x f = , (0,0)y f = .3. 设arctanx yz x y+=-,,则d z = . 4. 设()()y x u yf xg x y =+,其中f ,g 具有二阶连续偏导数,则222u u x y x y x∂∂+=∂∂∂ . 5. 若函数z =f (x ,y )在点(x 0,y 0)处的偏导数存在,则在该点处函数(,)z f x y = ( ) A 有极限 B 连续C 可微D 以上三项都不成立6. 偏导数f x (x 0,y 0),f y (x 0,y 0)存在是函数z =f (x ,y )在点(x 0,y 0)连续的( ) A 充分条件 B 必要条件C 充要条件D 即非充分也非必要条件7. 设函数f (x ,y )=1-x 2+y 2,则下列结论正确的是( )A 点(0,0)是f (x ,y )的极小值点B 点(0,0)是f (x ,y )的极大值点C 点(0,0)不是f (x ,y )的驻点D f (0,0)不是f (x ,y )的极值 8. 求下列极限:(1) 22(,)(0,0)1lim ()sin x y x y x y →+; (2) (,)(0, 0)11lim x y xy →+-. 9. 设u =e 3x -y ,而x 2+y =t 2,x -y =t +2,求0d d t u t =.10. 设z =f (x ,y )由方程xy +yz +xz =1所确定,求222,,.z z z x x y x ∂∂∂∂∂∂∂ 11. 设f (u ,v )具有二阶连续偏导数,且满足22221f f u v∂∂+=∂∂,又221(,)[,()]2g x y f x y x y =-,试证222222g gx y x y∂∂+=+∂∂. 12. 求函数f (x ,y )=x 2(2+y 2)+y ln y 的极值.13. 设商品A 及B 的收益函数分别为:22121624 , R 20410R x x xy y xy y =-+=+-,总成本函数为2888C x y =-+,,x y 为商品A 及B 的价格,试问价格取何值时可以使总利润最大?14. 某同学现有400元钱,他决定用来购买x 张计算机磁盘和y 盒录音磁带。
第2章 多元函数微分学一、二元函数的极限专题练习:1.求下列二元函数的极限: (1)()11(,)2,2lim2;y xy x y xy +⎛⎫→- ⎪⎝⎭+ (2)()()2222(,),3limsin;x y x y x y →∞∞++(3) ()(,)0,1sin lim;x y xyx →(4)((,)0,0limx y →解: (1) 当1(,)2,2x y ⎛⎫→- ⎪⎝⎭时,10xy +→,因此()[]1112(1)11(,)2,(,)2,22lim2lim1(1)e yxy y xy x y x y xy xy -++⎛⎫⎛⎫→-→- ⎪⎪⎝⎭⎝⎭⎧⎫+=++=⎨⎬⎩⎭。
(2) 当()(,),x y →-∞+∞时,2230x y →+,因此222233sin ~x y x y++, ()()()()22222222(,),(,),33limsinlim 3x y x y x y x y x y x y →∞∞→∞∞+=+⋅=++。
(3) 当()(,)0,1x y →时,0xy →,因此sin ~xy xy ,()()(,)0,1(,)0,1sin limlim 1x y x y xy xyx x →→==。
(4) 当()(,)0,0x y →10,0xy →→,因此,(())())(,)0,0(,)0,0(,)0,01limlimlim12x y x y x y xy xy→→→===。
2.证明:当()(,)0,0x y →时,()44344(,)x y f x y xy=+的极限不存在。
证明: 取2(0)y kx k =≠,则()()()()()()()444484433334444444(,)0,0(,)0,0(,)0,0limlimlim11x y x y x y x y k x x k k xyxk xk k →→→===++++显然此极限值与k 的取值相关,因此当()(,)0,0x y →时,()44344(,)x y f x y xy=+的极限不存在。
多元函数微分学习题课
1.已知)(),(22y x y x y x y x f ++-=-+ϕ,且x x f =)0,(,求出),(y x f 的表达式。
2.(1)讨论极限y x xy y x +→→00lim 时,下列算法是否正确?解法1:0111lim 00=+=→→x
y y x 原式;解法2:令kx y =,01lim 0=+=→k
k x x 原式;解法3:令θcos r x =,θsin r y =,0sin cos cos sin lim 0=+=→θθθθr r 原式。
(2)证明极限 y x xy y x +→→0
0lim 不存在。
3.证明 ⎪⎩⎪⎨⎧=≠+=00
)1ln(),(x y x x xy y x f 在其定义域上处处连续。
4. 试确定 α 的范围,使 0|)||(|lim 22)0,0(),(=++→y
x y x y x α。
5. 设 ⎪⎩
⎪⎨⎧=+≠+++=000)sin(||),(22222222y x y x y x y x xy y x f ,讨论
(1)),(y x f 在)0,0(处是否连续? (2)),(y x f 在)0,0(处是否可微?
6. 设F ( x , y )具有连续偏导数, 已知方程0),(=z y z x F ,求dz 。
7. 设),,(z y x f u =有二阶连续偏导数, 且t x z sin 2=,)ln(y x t +=,求x u ∂∂,y
x u ∂∂∂2。
8. 设)(u f z =,方程⎰+
=x y t d t p u u )()(ϕ确定u 是y x ,的函数,其中)(),(u u f ϕ可微,)(),(u t p ϕ'连续,且 1)(≠'u ϕ,求 y
z x p x z y p ∂∂+∂∂)()(。
9. 设22v u x +=,uv y 2=,v u z ln 2=,求y
z x z ∂∂∂∂,。
10.设),,(z y x f u =有连续的一阶偏导数 , 又函数)(x y y =及)(x z z =分别由下两式确定:
2=-xy e xy ,dt t t e z
x x ⎰-=0sin ,求dx
du 。
11. 若可微函数 ),(y x f z = 满足方程 y
z x z y x '=',证明:),(y x f 在极坐标系里只是ρ的函数。
12. 在变换 22,y x v x u -== 下,求下面方程的解 0=∂+∂y
x x y 。
13. 求常数c b a ,,的值,使函数 232
),,(z cx byz axy z y x f ++= 在点)1,2,1(-处沿z 轴正方向的方向导数
有最大值64。
14. 设函数 z y x z y x f +=2),,(, (1) 求函数在点 M ( 1, 1, 1 ) 处沿曲线 ⎪⎩
⎪⎨⎧=-== 12 32t z t y t x 在该点切线方向的方向导数;
(2) 求函数在点 M ( 1, 1, 1 ) 处的梯度与 (1) 中切线方向的夹角 θ 。
15. 直线L :⎩⎨⎧=--+=++0
30z ay x b y x ,在平面π上,而π与曲面22y x z +=相切于)5,2,1(-,求b a ,之值。
16. 已知椭球面 2222a yz xy z y x =++++,)0(>a ,
(1)求椭球面上z 坐标为最大和最小的点; (2)求椭球面在xoy 面上的投影区域的边界曲线。
17. 求两球面25222=++z y x 与1)8(222=-++z y x 的公切面方程,使该公切面在x 轴和y 轴的上半
轴上的截距相等。
18. 试求椭圆124522=++y xy x 的长轴和短轴之长。
19. 当n 个正数n x x x ,,21之和为常数时,求它们的乘积开n 次方的最大值,并由此证明
)(12121n n n x x x n
x x x ++≤ 。
20.已知两平面曲线0),(=y x f ,0),(=y x g ,),(βα和),(ηξ分别为两曲线上的点,试证:如果这两
点是这两曲线上相距最近或最远的点,则 ),(),(),(),(ηξηξβαβαηβξαy x y x g g f f ''=''=--。
21.设有一小山,取它的底面所在的平面为xoy 坐标面,其底部所占的区域为
}75|),{(22≤-+=xy y x y x D ,小山的高度函数为 xy y x y x h +--=2275),(。
(1)设),(00y x M 为区域D 的一点,问),(y x h 在该点沿平面上什么方向的方向导数最大?若记此方向
导数的最大值为),(00y x g ,试写出),(00y x g 的表达式。
(2)现欲利用此小山开展攀岩活动,为此需要在山脚寻找一上山坡度最大的点作为攀岩的起点。
也就是说,要在D 的的边界线752
2=-+xy y x 上找出使(1)中的),(y x g 达到最大值的点。
试确定攀岩起点的位置。
22.已知平面上两定点 A ( 1 , 3 ), B ( 4 , 2 ) ,试在椭圆 )0,0(,14
9≥≥=+y x 圆周上求一点 C ,使△ABC 面积 S △ 最大 。
23.求半径为R 的圆的内接三角形中面积最大者。
24.求平面上以d c b a ,,,为边的面积最大的四边形,试列出其目标函数和约束条件。
25.设 ),(y x z z =是由方程 181026 222=--++y x z yz xy 确定的隐函数。
已知3)3 ,9( =z ,求
),(y x z z =在 )3 ,9( 点带Peano 型余项的二阶Taylor 公式,判断 ),( y x z z =在 )3 ,9( 点是否取得 极值。