第七章 多元函数微分
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第七章 多元函数微分学作业1 多元函数1.填空题(1)已知函数22,y f x y x y x ⎛⎫+=- ⎪⎝⎭,则(),f x y =()()22211x y y -+; (2)49arcsin2222-+++=y x y x z 的定义域是(){}22,49x y x y ≤+≤; (3))]ln(ln[x y x z -=的定义域是(){}(){},,0,1,0,1x y x y x x y x x y x >>+⋃<<≤+;(4)函数⎪⎩⎪⎨⎧=≠=0,0,sin ),(x y x x xyy x f 的连续范围是 全平面 ;(5)函数2222y x z y x+=-在22y x =处间断.2.求下列极限(1)00x y →→;解:000016x t t y →→→→===-(2)22()lim (ex y x y x y -+→+∞→+∞+).解:3y x =22()2()lim (e lim (e 2x y x y x y x x y y x y x y xe ye -+-+--→+∞→+∞→+∞→+∞⎡⎤+=+-⎣⎦)) 由于1lim e lim lim 0tt t t t t t t e e-→+∞→+∞→+∞===,2222lim e lim lim lim 0tt t t t t t t t t t e e e -→+∞→+∞→+∞→+∞====,故22()2()lim (elim (e 20x y x y x yx x y y x y x y xe ye -+-+--→+∞→+∞→+∞→+∞⎡⎤+=+-=⎣⎦)) 3.讨论极限26300lim y x yx y x +→→是否存在.解:沿着曲线()()3,,0,0y kx x y =→,有336626262000lim lim 1x x y kx x y kx kx y x k x k →→=→==+++因k 而异,从而极限26300lim y x yx y x +→→不存在4.证明⎪⎩⎪⎨⎧=+≠++=0,00,2),(222222y x y x y x xyy x f 在点)0,0(分别对于每个自变量x 或y都连续,但作为二元函数在点)0,0(却不连续.解:由于(,0)0,(0,)0,f x f y ≡≡从而可知在点)0,0(分别对于每个自变量x 或y 都连续,但沿着曲线()(),,0,0y kx x y =→,有2222222000222lim lim 1x x y kx xy kx kx y x k x k →→=→==+++因k 而异, 从而极限()0lim ,x y f x y →→不存在,故作为二元函数在点)0,0(却不连续.作业2 偏导数1.填空题(1)设22),(y x y x y x f +-+=,则=)4,3(x f 25; (2)(3)设(),ln 2y f x y x x ⎛⎫=+⎪⎝⎭,则1x y f y==∂=∂12; (3)设2sin x u xz y =+,则42ux y z∂=∂∂∂ 0 ;(4)曲线22:44x y z y ⎧+=⎪Γ⎨⎪=⎩在点()2,4,5处的切线与Ox 轴正向的倾角是4π. 2.设2e xyu =, 证明 02=∂∂+∂∂yu y x u x. 证:因为222312,xxy yu ux e e x y y y∂∂-==∂∂ 所以222223221222220x x x xy y y y u u x x x x y xe ye e e x y y y y y ∂∂--+=+=+=∂∂3. 设xyz ln =,求22x z ∂∂,yx z∂∂∂2.解:ln ln x yz e⋅=,从而222ln ln ln ln ln ln ln 222ln ln ln ln ln ,,x y x y x y x z y z y y y y e e e y x x x x x x ⋅⋅⋅∂∂--⎛⎫=⋅=⋅+⋅= ⎪∂∂⎝⎭2ln ln ln ln ln ln ln 11ln ln 1x y x y x z y x y x e e y x y x y x y xy⋅⋅∂⋅+=⋅⋅+⋅⋅=∂∂4.设y x z u arctan =, 证明 0222222=∂∂+∂∂+∂∂zuy u x u . 解:因为()()2222222222211022,1uyz u yz x xyzz xy x y x x x y x y y ∂∂-⋅-=⋅⋅===∂+∂⎛⎫+++ ⎪⎝⎭()()2222222222221022,1u x xz u xz y xyzz yy x y y x x y x y y ∂--∂-⋅=⋅⋅==-=∂+∂⎛⎫+++ ⎪⎝⎭22arctan ,0,u x uz y x∂∂==∂∂ 所以()()2222222222222200u u u xyz xyzx y z x y x y ∂∂∂-++=++=∂∂∂++ 5.设函数()()2221sin ,0,0,x x y x f x y xx ⎧+≠⎪=⎨⎪=⎩.(1)试求(),f x y 的偏导函数; 解:当()()()3222221110,,42sin cos x x f x y x xyx x y xx x-≠=+++⋅()21,2sin y f x y x y x =,()()()322211,42sin cos x f x y x xy x y x x=+-+当()()()()222001sin 0,0,0,0,lim lim 00x x x x x y f x y f y x x f y x x→→+--≠===-()()()000,0,000,lim lim 0y y y f y y f y f y y y ∆→→+∆--===∆-∆,()()()322211,42sin cos x f x y x xy x y x x=+-+(2)考察偏导函数在()0,3点处是否连续.()()200331lim ,lim 2sin00,3y y x x y y f x y x y f x→→→→===,故(),y f x y 在()0,3点处连续, ()()()3222003311lim ,lim 42sin cos x x x y y f x y x xy x y x x →→→→⎡⎤=+-+⎢⎥⎣⎦不存在,从而(),x f x y 在()0,3点处不连续作业3 全微分及其应用1.填空题(1)),(y x f z =在点),(00y x 处偏导数存在是),(y x f z =在该点可微的必要 条件;(2)函数23z x y =在点()2,1-处,当0.02,0.01x y ∆=∆=-时有全增量z ∆=0.2040402004-,全微分d z =0.20-;(3)设),(y x f z =在点),(00y x 处的全增量为z ∆,全微分为dz ,则),(y x f 在点),(00y x 处的全增量与全微分的关系式是()z dz o dz ∆=+;(4)22yx x u +=在点)1,0(处的d u =dx ;(5)xy u cos )(ln =,则d u =cos cos (ln )ln ln sin ln x x y y xdx dy y y ⎡⎤-⋅+⎢⎥⎣⎦; (6)zyx u )(=,则d u =()ln zx z z x dx dy dz y x y y ⎛⎫-+⎪⎝⎭;(7)2221zy x u ++=,则d u = ()()3222212x y z -++ .2.证明:(),f x y =在点()0,0处连续,()0,0x f 与()0,0y f 存在,但在()0,0处不可微.证:由于(0,)0,(,0)0,f y f x ==从而(0,0)0,(0,0)0.y x f f ==但是limlimx x y y ∆→∆→∆→∆→=不存在,从而在()0,0处不可微.3.设函数()()222222221sin ,0,0,0x y x y x y f x y x y ⎧++≠⎪+=⎨⎪+=⎩试证:(1)函数(),f x y 在点()0,0处是可微的;证:因为 ()()()()22001sin0,00,00,0limlim 0,0,000x y x x x f x f x f f x x →→--====-- 又()()()()()22221sinlimlim0x x y y x y x y ∆→∆→∆→∆→∆+∆∆+∆==所以函数(),f x y 在点()0,0处是可微的(2)函数(),x f x y 在点()0,0处不连续.证:当()222222221210,,2sincos x x x y f x y x x y x y x y+≠=-+++ ()2222220000121lim ,lim 2sin cos x x x y y x f x y x x y x y x y ∆→∆→∆→∆→⎛⎫=- ⎪+++⎝⎭不存在, 故(),x f x y 在点()0,0处不连续作业4 多元复合函数的求导法则1.填空题(1)设2ln ,,32yz u v u v y x x===-,则 z x ∂=∂()()223222ln 3232y y y x x x y x ----; (2)设22,cos ,sin z x y xy x u v y u v =-==,则zv∂=∂()333sin cos sin 2sin sin 2cos u v v v v v v +--; (3)设()22,zu x y z x y =-=+,则u x ∂=∂()()222ln z x y x y x x y x y ⎡⎤+--+⎢⎥-⎣⎦;(4)设2sin z x y x ==,则dd zx =2x . 2.求下列函数的偏导数(1)设,,x y u f y z ⎛⎫=⎪⎝⎭其中f 具有一阶连续偏导数,求,u x ∂∂u y ∂∂和uz ∂∂; 解:111,f u f x y y ∂=⋅=∂121222222211,u x x u y yf f f f f f y y z y z z z z∂--∂--=⋅+⋅=+=⋅=∂∂ (2)设(),,,u f x y z =()(),,,z y t t y x ϕψ==,其中,,f ϕψ均可微,求u x ∂∂和uy∂∂. 解:因为1231212,,du f dx f dy f dz dz dy dt dt dy dx ϕϕψψ=++=+=+ 从而()1231212du f dx f dy f dy dy dx ϕϕψψ=++++⎡⎤⎣⎦()()1322231321f f dx f f f ϕψϕϕψ=+++++所以1322231321,u u f f f f f x yϕψϕϕψ∂∂=+=++∂∂ 3.验证下列各式(1)设()22yz f x y =-,其中()f u 可微,则211z z z x x y y y ∂∂+=∂∂; 证:因为222212,z xyf z y f x f y f f ''∂-∂==+∂∂ 所以222211121121z z z xyf y f zx x y y x x f y f f yf y ''⎛⎫∂∂∂-+=++== ⎪∂∂∂⎝⎭ (2)设()23y z xy x ϕ=+,其中ϕ可微,则220z zx xy y x y ∂∂-+=∂∂. 证:因为()()222,33z y z y y xy x xy x x y xϕϕ∂∂''=-+=+∂∂ 所以22z z x xy y x y ∂∂-+=∂∂()()2222233y y x y xy xy x xy y x x ϕϕ⎛⎫⎛⎫''-+-++ ⎪ ⎪⎝⎭⎝⎭()()22222033y y x y xy y x y xy y ϕϕ''=-+--+=4.设22,,y z xf x x ⎛⎫= ⎪⎝⎭其中函数f 具有二阶连续偏导数,求2z x y ∂∂∂. 解:因为221212222,z y y f x f f f xf f x x x ⎛⎫∂-=++⋅=+- ⎪∂⎝⎭所以22212212222222222z y y y y y y f xf f f xf f f x y y x x x x x x⎡⎤∂∂=+-=+⋅--⋅⎢⎥∂∂∂⎣⎦ 31222224y yf f x=-4.设)()(xy x x y u ψϕ+=其中函数ψϕ,具有二阶连续偏导数,试证:022222222=∂∂+∂∂∂+∂∂y u y y x u xy x u x . 证:因为222223432,u y y u y y y x x x x x x x ϕψψϕϕψ∂-∂'''''''=+-=++∂∂222322211,,u y y u u x y x x x y x y x xϕψϕϕψϕψ''''∂∂∂'''''''=---=+=+∂∂∂∂ 从而左边222234323222120y y y y y x xy y x x x x x x x x ϕψϕϕψϕϕψ''''⎛⎫⎛⎫⎛⎫''''''''''=+++---++= ⎪ ⎪ ⎪⎝⎭⎝⎭⎝⎭作业5 隐函数求导法1.填空题(1)已知3330x y xy +-=,则d d y x =22x yx y--; (2)已知20x y z ++-=,则x y ∂=∂(3)已知xzz y =,则d z =2ln ln z dy yz zdxxy yz y--;(4)已知222cos cos cos 1x y z ++=,则d z =sin 2sin 2sin 2xdx ydyz+-;(5)已知(),z f xz z y =-,其中f 具有一阶连续偏导数,则d z =12121zf dx f dyxf f ---.2.设(),0,F y z xy yz ++=其中F 具有二阶连续偏导数,求22zx∂∂.解:212120,yF z z z F F y y x x x F yF -∂∂∂⎛⎫+⋅+=⇒= ⎪∂∂∂+⎝⎭ ()()[]()22122122122221212x x x F z F y yz F yF F F yF F z y y x x F yF F yF '⋅+++-+⎡⎤⎛⎫∂∂⎣⎦=-=- ⎪∂∂++⎝⎭()()()()()2222112111222212221231212y F F F yF F F yF y F F F F F yF F yF -+++⎡⎤-⎣⎦=+++3.求由方程组222222320z x yx y z ⎧=+⎪⎨++=⎪⎩所确定的()y x 及()z x 的导数d d y x 及d d z x .解:由已知()2222222602460dz xdx ydydz xdx ydy xdx dz xdx zdz xdx ydy zdz -=⎧=+⎧⎪⇒⎨⎨+-+=++=⎪⎩⎩()()22606,132623220xdx z dz dz x dy x xy dx z dx y yz xdx ydy z xdx ydy -++=⎧+⎪⇒⇒==-⎨+++++=⎪⎩4.设函数()z f u =,又方程()()d xy u u P t t ϕ=+⎰确定u 是,x y 的函数,其中()f u 与()u ϕ均可微;()(),P t u ϕ'连续,且()1u ϕ'≠. 试证:()()0z zP y P x x y∂∂+=∂∂. 证:因为()(),z u z uf u f u x x y y∂∂∂∂''=⋅=⋅∂∂∂∂, ()()()(),1P x u u uu P x x x x u ϕϕ∂∂∂'=⋅+='∂∂∂- ()()()(),1P y u u uu P y y y y u ϕϕ-∂∂∂'=⋅-='∂∂∂- ()()()()()()()()()()011P x P y z zP y P x P y f u P x f u x y u u ϕϕ-∂∂''+=+=''∂∂-- 5.设函数()f u 具有二阶连续偏导数,而()e sin xz f y =满足方程22222e xz z z x y∂∂+=∂∂,求()f u . 解:因为()()()()222sin ,sin sin x xx z z f u e y f u e y f u e y x x∂∂''''==+∂∂ ()()()()222cos ,cos (sin )x x x z z f u e y f u e y f u e y y y∂∂''''==+-∂∂()()222222()e ,()0x x z zf u e f u f u f u x y∂∂''''+==⇒-=∂∂ 特征方程为()2121210,1,1,u u r r r f u c e c e --===-=+作业6 方向导数与梯度1.填空题(1)在梯度向量的方向上,函数的变化率 最大 ; (2)函数在给定点的方向导数的最大值就是梯度的 模 ; (3)函数2249z x y =+在点()2,1的梯度为grad z ={16,18};(4)函数xyz u =在点)1,1,1(处沿方向}cos ,cos ,{cos γβα=l的方向导数是cos cos cos αβγ++,且函数u 在该点的梯度是{1,1,1};(5)函数e cos()xu yz =在点)0,0,0(处沿方向}2,1,2{-=l的方向导数是23; (6)函数)ln(22z y x u ++=在点)1,0,1(A 处沿A 指向点)2,2,3(-B 方向的方向导数是12. 2.求222z y x u -+=在点)0,0,(a A 及点)0,,0(a B 处的梯度间的夹角.解:{}2,2,2{2,0,0}AAgradux y z a =-={}2,2,2{0,2,0}B Bgradu x y z a =-=夹角余弦为cos 02A B A Bgradu gradu gradu gradu πϕϕ⋅==⇒=⋅3.求二元函数22z x xy y =-+在点()1,1-沿方向{}2,1l =的方向导数及梯度,并指出z 在该点沿那个方向减少得最快沿那个方向z 的值不变 解:(){}(){}1,11,12,23,3gradz x y y x --=--=-25l ⎧=⎨⎩,{3,3}5zl ∂=-⋅=-∂z 在该点沿梯度相反方向,即方向减少得最快;沿与梯度垂直的那个方向,即±方向z 的值不变 4.设x轴正向到l 得转角为α,求函数()22220,0,x y f x y x y +>=+=⎩在点()0,0处沿着方向l 的方向导数.解:{}cos ,sin ,cos l αααα===由于该函数在点()0,0处不可微,从而不能用公式,只能由定义得出沿着方向l 的方向导数:()()00,0,0lim x y f x y f fl ρρρ→→→→-∂===∂1cos sin sin 22ααα==作业7 偏导数的几何应用1.填空题(1)已知曲面224z x y =--上点P 的切平面平行于平面221x y z ++=,则点P的坐标是(1,1,2);(2)曲面e 23zz xy -+=在点()1,2,0处的切平面方程是24x y +=;(3)由曲线223212x y z ⎧+=⎨=⎩绕y轴旋转一周所得到的旋转曲面在点(M处的指向内侧的单位法向量为0,⎧⎪⎨⎪⎩; (4)曲面2222321x y z ++=在点()1,2,2-处的法线方程是122146x y y -+-==-; (5)已知曲线23,,x t y t z t ===上点P 的切线平行于平面24x y z ++=,则点P的坐标是()1,1,1--或111,,3927⎛⎫--⎪⎝⎭. 2.求曲线22sin ,sin cos ,cos x t y t t z t ===在对应于的点π4t =处的切线和法平面方程.解:切点为{}224111,,,2sin cos ,cos sin ,2cos sin {1,0,1}222T t t t t t tπ⎛⎫=--=- ⎪⎝⎭,从而切线为11110222,11012x z x y z y +-=⎧---⎪==⎨-=⎪⎩, 法平面为110,022x z x z ⎛⎫---=-= ⎪⎝⎭3.求两个圆柱面的交线22221:1x y x z ⎧+=⎪Γ⎨+=⎪⎩在点M 处的切线和法平面的方程.解:1{2,2,0}|//{1,1,0}M n x y =,2{2,0,2}|//{1,0,1}M n x z ={}{}1,1,01,0,1{1,1,1}T =⨯=--==,法平面为0x y z --+= 4.求曲面()22210ax by cz abc ++=≠在点()000,,x y z 处的切平面及法线的方程. 解:000000{2,2,2}//{,,}n ax by cz ax by cz =切平面为0001ax x by y cz z ++=,法线为000000x x y y z z ax by cz ---== 5.求函数22221x y z a b ⎛⎫=-+ ⎪⎝⎭在点M 处沿曲线22221x y a b +=在此点的外法线方向的方向导数.解:2222,,MM x y gradza b a b ⎧⎪⎧⎫=--=--⎨⎬⎨⎩⎭⎪⎪⎩⎭2222,M x y n a b a b ⎧⎫==⎨⎬⎩⎭⎪⎪⎩⎭指向外侧为此点的外法线方向,方向导数为(2a z n gradz n n∂=⋅=-∂6.证明:曲面y z xf x ⎛⎫=⎪⎝⎭在任意点处的切平面都通过原点,其中f 具有连续导数. 证:设切点为()000,,x y z ,则000000000000,,1,y y y y y n f f f z x f x x x x x ⎧⎫⎛⎫⎛⎫⎛⎫⎛⎫⎪⎪''=--=⎨⎬⎪ ⎪ ⎪⎪⎪⎪⎝⎭⎝⎭⎝⎭⎝⎭⎩⎭ 切平面为()()()000000000000y y y y f f x x f y y z z x x x x ⎡⎤⎛⎫⎛⎫⎛⎫''--+---=⎢⎥ ⎪ ⎪ ⎪⎝⎭⎝⎭⎝⎭⎣⎦令0x y z ===,得左边等于右边,从而原点在任意点处的切平面上,也即任意点处的切平面都通过原点。
习题7.1(A)1、求点(2,1,3)A -关于(1)各坐标面;(2)各坐标轴;(3)坐标原点的对称点的坐标。
解 (1)(2,1,3)--,(2,1,3)--, (2,1,3);(2)x 轴:(2,1,3)-,y 轴:(2,1,3)---,z 轴:(2,1,3)-; (3) (2,1,3)--。
2、在空间直角坐标系中,指出下列各点在哪个卦限?(4,3,5)A -,(2,3,4)B -,(2,3,4)C --,(2,3,1)D --并求点(4,3,5)A -分别到(1)坐标原点;(2)各坐标轴;(3)各坐标面的距离。
解 A 点在第4卦限; B 点在第5卦限;C 点在第8卦限;D 点在第3卦限。
(1) A =(4,3,5)-(2) A 到x =A 到y =A 到z 5=;(3) A 到坐标面xy 5=;A 到坐标面yz 4=;A 到坐标面xz 3=。
3、在z 轴上求一点M ,使该点与点(4,1,7)A 和(3,5,2)B 的距离相等。
解 因为所求点在z 轴上, 所以设该点为(0,0,)M z , 由题意有MA MB , 即222222(4)1(7)35(2)z z两边平方, 解得149z, 于是所求点为14(0,0,)9M . 4、写出球心在点(1,3,2)--处,且通过点(1,1,1)-的球面方程。
解 由2222000()()()xx yy zz R ,得2222(1())(113())(12)R则3R ,从而球面方程为2222(1)(3)(2)3x yz5、下列各题中方程组各表示什么曲线?(1)2248,8;x y z z(2)2225,3;x y z x(3)2224936,1;x y z y (4)2244,2.x y z y解 (1) 双曲线;(2) 圆;(3) 椭圆;(4) 抛物线。
6、描绘下列各组曲面在第一卦限内所围成的立体的图形。
(1) 0,0,0,1x y z x y z ===++=;(2) 2222220,0,0,,x y z x y R y z R ===+=+=。
第七章 多元函数微分学1 多元函数题目尽量简单,难难度系数在0.1-0.5每个题目都标上难难度系数),格式如下: 选择题:1、设。
,则。
等于( )(c, 难难度系数0.1) A 、 B 、 C 、 D 、 1、2200lim3x y xyx y →→+之值为( )(B, 难难度系数0.2)A 、 0B 、 不存在C 、13 D 、 142、若()(),ln 1ln xy xy e f x y x x e x ⎛⎫-=-⎪⎝⎭,则(),f x y 等于( )(D, 难难度系数0.2) A 、1xye B 、x x e yC 、 xxe D 、 2x yxe ye3、已知ln x y x =是微分方程yx y x y ϕ⎛⎫'=+ ⎪⎝⎭的解,则x y ϕ⎛⎫ ⎪⎝⎭的表达式为( )(A, 难难度系数0.3) A 、22y x - B 、22y x C 、22x y- D 、22x y4、设函数(),zf x y =的定义域为(){},01,01D x y x y =≤≤≤≤,则函数()23,z f x y =的定义域为( )(B, 难难度系数0.3) A 、 (){},01,01D x y x y =≤≤≤≤ B 、 (){},11,01D x y x y =-≤≤≤≤C 、(){},01,11D x y x y =≤≤-≤≤ D 、 (){},11,11D x y x y =-≤≤-≤≤ 5、下列函数中,在点()0,0处连续的函数是( )(c, 难难度系数0.3)A 、33x y z x y +=+ B 、()()()()222,,0,010,,0,0xyx y x y z x y -⎧≠⎪++=⎨⎪=⎩C 、sin(),00,0xy x z xx ⎧≠⎪=⎨⎪=⎩ D 、 ()()()(),,0,00,,0,0x y x y x y z x y -⎧≠⎪+=⎨⎪=⎩6、设()22,f x y x y x y +-=-,则(),f x y =( )(D, 难难度系数0.1)A 、22x y - B 、 22x y + C 、 2()x y - D 、 xy7、22(,)(,)limx y x yx xy y →∞∞+=-+( )(A, 难难度系数0.3)A 、 0B 、 1C 、1- D 、 ∞8、设(),,0,xyx y x y f x y x y ⎧≠⎪-=⎨⎪=⎩,则(),f x y 在()0,0点( )(D, 难难度系数0.2) A 、 极限存在且为1 B 、极限存在且为1- C 、 连续 D 、 极限不存在9、设()()()()()242,,0,0,0,,0,0x yx y x y f x y x y ⎧≠⎪+=⎨⎪=⎩,则( )(c, 难难度系数0.2)A 、 极限()(,)(0,0)lim,x y f x y →存在,但(),f x y 在点()0,0处不连续 B 、 极限()(,)(0,0)lim ,x y f x y →存在,且(),f x y 在点()0,0处连续 C 、 极限()(,)(0,0)lim,x y f x y →不存在,但(),f x y 在点()0,0处不连续 D 、 极限()(,)(0,0)lim,x y f x y →不存在,但(),f x y 在点()0,0处连续 10、函数()1,sin cos f x y x y=的间断点为( )(D, 难难度系数0.1)A 、(),x y ,其中2,1,1,2,x y n n π===±±B 、 (),x y ,其中2,1,1,2,2x y n n ππ==+=±±C 、(),x y ,其中,1,1,2,x y n n π===±±D 、(),x y ,其中,,1,1,2,2x n y n n πππ==+=±±11、下列式子正确的是( )(D, 难难度系数0.3) A 、2200lim 0x y xyx y →→=+ B 、 00lim0x y xy x y →→=+ C 、 32600lim 0x y xy x y →→=+ D 、 2244lim 0x y x y x y →∞→∞+=+12、00limx y xyx y →→+之值为( )(B, 难难度系数0.2)A 、 0B 、 不存在C 、∞ D 、 1-13、2(,)lim x y →=( )(A, 难难度系数0.2)A 、 12B 、 不存在C 、 1-D 、 ∞的不存在14、设()22,f x y x y x y +-=-,则(),f x y =( )(B, 难难度系数0.1)A 、()22y x y x ⎛⎫+- ⎪⎝⎭B 、211y x y ⎛⎫- ⎪+⎝⎭ C 、 11y x y ⎛⎫- ⎪+⎝⎭D 、 22x y - 15、函数22ln 4x y z +-=的定义域是( )(c, 难难度系数0.2)A 、 224x y +≥且20x y >≥B 、 224x y +>且20x y ≥≥C 、224x y +>且20x y >≥ D 、 224x y +≥且20x y ≥≥16、已知函数()2,4f x y x y =+,则(),f x y xy -=( )(B, 难难度系数0.2)A 、 ()2x y - B 、()2x y + C 、24x y - D 、 24x y +17、已知函数()33,2f x y x y =+,则(),f y x --=( )(C, 难难度系数0.1)A 、332xy - B 、 332y x + C 、 332x y -- D 、 332x y -+18、已知函数()2,2x y f x y x y-=-,则()1,3f =( )(B, 难难度系数0.1)A 、15 B 、 5 C 、 15- D 、 5- 19、已知函数()22,3f x y x y x y -+=+,则(),f x y =( )(D, 难难度系数0.2)A 、223()()x y x y -++B 、22()3()x y x y -++C 、22xxy y ++ D 、 22x xy y -+20、已知函数(),32f x y x y =+,则()(),,f xy f x y =( )(B, 难难度系数0.2)A 、32x y +B 、364xy x y ++ C 、36xy x + D 、34xy y +20、()2222arcsin ln 14x y z x y +=++-的定义域是( )(D, 难难度系数0.2) A 、(){}22,14x y x y ≤+≤ B 、(){}22,14x y x y <+< C 、(){}22,14x y xy ≤+< D 、 (){}22,14x y x y <+≤21、)]ln(ln[x y x z -=的定义域是( )(D, 难难度系数0.2)A 、(){},0,1x y x x y x <<<+B 、 (){},,0,1x y x y x >≥+C 、(){}(){},,0,1,0,1x y x y x x y x x y x >≥+⋃<<<+ D 、 (){}(){},,0,1,0,1x y x y x x y xx y x>>+⋃<<<+ 22、()()ln arcsin 3z y x x =-+-的定义域是( )(C, 难难度系数0.2)A 、(){},,,2,24x y y x y x x >≤≤< B 、(){},,,2,24x y y x y x x >≤<≤ C 、(){},,,2,24x y y x y x x >≤≤≤ D 、(){},,,2,24x y y x y x x ><≤≤23、02sin limx y xyx →→=( )(A, 难难度系数0.1)A 、2 B 、1 C 、0 D 、不存在24、()2222001lim52sin34x y xy x y →→+=+( )(D, 难难度系数0.2)A 、不存在B 、∞C 、1D 、 025、(,)(0,0)limx y →=( )(A, 难难度系数0.2)A 、14B 、∞C 、1D 、 0 26、00x y →→=( )(D, 难难度系数0.2)A 、∞B 、1C 、0D 、 16-27、二重极限22400lim x y xy x y →→+值为( )(C, 难难度系数0.2)A 、1B 、∞C 、不存在D 、028、二重极限26300lim y x yx y x +→→值为( )(D, 难难度系数0.2)A 、1B 、∞C 、0D 、不存在 29、二重极限()102lim1xx y xy →→+=( )(A, 难难度系数0.2)A 、 2eB 、1C 、∞D 、 030、22()lim (e x y x y x y -+→+∞→+∞+=)( )(C, 难难度系数0.2)A 、1B 、∞C 、0D 、不存在31、函数⎪⎩⎪⎨⎧=≠=0,0,sin ),(x y x xxyy x f 的连续范围是( )(D, 难难度系数0.3) A 、220xy +≠ B 、0xy ≠ C 、0x ≠ D 、 全平面32、函数2222y x z y x+=-在22y x =处( )(B, 难难度系数0.1)A 、不能判定B 、间断C 、连续D 、不间断也不连续 33、函数2sinzx xy=在0xy =处( )(A, 难难度系数0.1) A 、连续 B 、不能判定 C 、不间断也不连续 D 、间断34、函数⎪⎩⎪⎨⎧=+≠++=0,00,2),(222222y x y x y x xy y x f 在)0,0(点( )(A, 难难度系数0.2)A 、间断B 、连续C 、极限存在D 、不间断也不连续 35、函数()22(,)ln f x y x y =+在点)0,0(( )(B, 难难度系数0.2)A 、连续B 、 间断C 、极限存在D 、不间断也不连续2 偏导数1、设(),f x y 在点()00,x y 处偏导数存在,则()()00000,,limx f x x y f x x y x∆→+∆--∆=∆( )(c, 难难度系数0.2) A 、()00,x f x y ' B 、 ()002,x f x y ' C 、 ()002,x f x y ' D 、()001,2x f x y ' 2、设(),ln 2y f x y x x ⎛⎫=+ ⎪⎝⎭,则()1,0y f '=( )(B, 难难度系数0.3)A 、 1B 、 12C 、 2D 、 0 3、若()22,f xy x y x y xy +=++,则(),x f x y =( )(A, 难难度系数0.3)A 、1- B 、 2y C 、 ()2x y + D 、 2x4、二元函数()()()()()22,,0,0,0,,0,0xyx y x y f x y x y ⎧≠⎪+=⎨⎪=⎩在点()0,0处( )(c, 难难度系数0.2) A 、 连续,偏导数存在 B 、连续,偏导数不存在 C 、不连续,偏导数存在 D 、 不连续,偏导数不存在 5、已知(),f x y = )(D, 难难度系数0.3)A 、 ()()0,0,0,0x y f f ''都存在B 、 ()0,0x f '不存在(),0,0y f '存在C 、()0,0x f '存在(),0,0y f '不存在 D 、 ()0,0x f '(),0,0y f '都不存在6、二元函数()()()()()242,,0,0,0,,0,0x yx y x y f x y x y ⎧≠⎪+=⎨⎪=⎩在点()0,0处( )(c, 难难度系数0.3)A 、 连续,偏导数存在B 、连续,偏导数不存在C 、不连续,偏导数存在D 、 不连续,偏导数不存在7、设函数(),z f x y =满足222fy∂=∂,且()(),01,,0y f x f x x ==,则(),f x y =( )(B, 难难度系数0.4) A 、21xy y -+ B 、 21xy y ++ C 、221x y y -+ D 、 221x y y ++8、设(),zf x y =在点()00,x y 处偏导数存在,则()00,x y zx ∂=∂( )(B, 难难度系数0.3)A 、()()00000,,limx f x x y y f x y x ∆→+∆+∆-∆ B 、 ()()00000,,lim x f x x y f x y x ∆→+∆-∆C 、()()0000,,limx f x x y f x y x ∆→+∆-∆ D 、 ()()0000,,lim x f x y x f x y x∆→+-∆9、若()22,f xy x y x y xy +=+-,则()(),,x y f x y f x y +=( )(c, 难难度系数0.3)A 、22x y + B 、 23y + C 、 23y - D 、 23x +10、二元函数),(y x f 在点),(00y x 处的两个偏导数),(00y x f x '和),(00y x f y '都存在,是),(y x f 在该点连续的( )条件(D,难难度系数0.3)A 、 充分条件但非必要条件B 、 必要条件但非充分条件C 、 充分必要条件D 、 既非充分条件也非必要条件 11、二元函数(),f x y 在点()0,0处连续,且偏导数存在,()0,00f =,则当()(),0,0x y ≠时,(),f x y 可以等于下列四个式子中的( )(c, 难难度系数0.3)A 、2422x y x y ++ BCD 、22xy x y +12、已知(),f x y = )(c, 难难度系数0.3)A 、 ()()0,0,0,0x y f f ''都存在B 、 ()0,0x f '不存在(),0,0y f '存在C 、()0,0x f '存在(),0,0y f '不存在 D 、 ()0,0x f '(),0,0y f '都不存在13、二元函数()()()()()544,,0,0,0,,0,0x xyx y x y f x y x y ⎧+≠⎪+=⎨⎪=⎩,则()0,0x f =( )(c, 难难度系数0.3)A 、 0B 、∞C 、 1D 、 不存在但不是无穷大14、二元函数()()()()()3322,,0,0,0,,0,0x y xy x y x y f x y x y ⎧-≠⎪+=⎨⎪=⎩,则下列各式错误的是( )(c, 难难度系数0.4) A 、()0,0x f =0 B 、()0,x f y y =- C 、()0,01xy f = D 、 ()0,01xy f =-15、曲线22:44x y z y ⎧+=⎪Γ⎨⎪=⎩在点()2,4,5处的切线与Ox 轴正向的倾角是( )(c, 难难度系数0.3)A 、2π B 、 3π C 、4π D 、 6π 16、设x zy =,则xy z =()(c, 难难度系数0.2)A 、1ln x xy x -B 、()1ln x y x y -+C 、()11ln x y x y -+D 、2ln x y x17、()22,f x y xy x y π=---,则(,)f x y x∂=∂( )22y x y --(c, 难难度系数0.2)A 、22y x y π--- B 、 22y x y -- C 、2y x - D 、 22y x y --18、设()22,f x y xy x y e =--+,则(,)f x y y∂=∂( )(B, 难难度系数0.2)A 、22y x y e --- B 、2x y - C 、 22y x y -- D 、 22y x y --19、已知理想气体状态方程RT PV =,则=∂∂⋅∂∂⋅∂∂PT T V V P ( )(A, 难难度系数0.3 A 、1- B 、 1 C 、 2 D 、 没意义20、已知()()()()()2222,,0,0(,)0,,0,0x y xy x y f x y x y x y ⎧-⎪≠=+⎨⎪=⎩,则()0,0x f =( )(C,难难度系数0.3)A 、 1B 、1- C 、 0 D 、 不存在21、已知()()()()()2222,,0,0(,)0,,0,0x y xy x y f x y x y x y ⎧-⎪≠=+⎨⎪=⎩,则()0,1x f =( )(A,难度系数0.3) A 、1- B 、 1 C 、 0 D 、 不存在22、已知()()()()()2222,,0,0(,)0,,0,0x y xy x y f x y x y x y ⎧-⎪≠=+⎨⎪=⎩,则()0,x f y =( )(B,难度系数0.3)A 、yB 、y -C 、x -D 、123、已知()()()()()2222,,0,0(,)0,,0,0x y xy x y f x y x y x y ⎧-⎪≠=+⎨⎪=⎩,则(),0y f x =( )(A,难度系数0.3)A 、xB 、y -C 、x -D 、124、设)cos()2cos(),(y x y x y x f +-=,则=')4,(ππyf ( )(D,难度系数0.3)A 、0BC 、D 、 -25、设y x y x u arcsin)1(-+=,则xu∂∂在(2,1)的值是( )(A,难度系数0.1)A 、1B 、1-C 、0D 、226、设(ux y =+-,则(,1)x f x 的值是( )(A,难度系数0.1)A 、1B 、1-C 、0D 、2 27、设(21)arcsinx ux y y =+-,则xu ∂∂在(1,2)的值是( )(D,难度系数0.3)A 、1-B 、1+C 、1-D 、 31+28、设(21)arccosx u x y y=+-,则xu ∂∂在(1,2)的值是( )(B,难度系数0.3)A 、1-B 、1-C 、1+D 、 31+29、设(1)arctanx u y y y =+-,则xu ∂∂在(1,2)的值是( )(D,难度系数0.3)A 、15 B 、 15- C 、25- D 、 2530、设2arctan (21)arccoty xue y y=+-,则xu ∂∂在(1,2)的值是( )(C,难度系数0.3)A 、35 B 、35- C 、 65- D 、6531、设(21)arctanyux x x=+-,则u y ∂∂在(1,1)-的值是( )(B,难度系数0.3)A 、32 B 、 12 C 、12- D 、1 32、设2arctan 2y ux x =+,则uy∂=∂( )(D,难度系数0.3) 33、设2arcsin 2y ux y =+,则ux∂=∂( )(A,难度系数0.3)A 、212y yx - B 、22ln yxx C 、2ln y x x D 、2122214y yx x -++34、设(),z f x y x y ==+()3,4x f =( )(D,难度系数0.3)A 、35 B 、85 C 、15 D 、 2535、设(),ln 2y f x y x x ⎛⎫=+ ⎪⎝⎭,则1x y f y ==∂=∂( )(C,难度系数0.3)A 、23 B 、13 C 、12D 、 1 36、设2e xyu =, 则2u uxy x y∂∂+=∂∂( )(C,难度系数0.4) A 、1 B 、224xy x eyC 、0D 、224xy x ey-37、设2x yue=,则2ux y∂=∂∂( )(D,难度系数0.3) A 、22x yxe B 、2x ye C 、()2321x yyx e+ D 、()2221xyx x y e +38、设2sin xu xz y=+,则42u x y z ∂=∂∂∂( )(A,难度系数0.3) A 、0 B 、2xz C 、2z D 、21sin xy y-39、设xyz ln =,则22zx ∂=∂( )(D,难度系数0.4) A 、1 B 、0 C 、2ln 2ln ln x y y y x + D 、 2ln 2ln ln xy y y x- 40、设xyzln =,则2zx y∂=∂∂( )(C,难度系数0.3) A 、0 B 、ln 2ln ln 1xx y y x - C 、 ln ln ln 1x y x y xy ⋅+ D 、 2ln 2ln ln x y y y x - 41、设yxz u arctan =,则222222u u u x y z ∂∂∂++=∂∂∂( )(C,难度系数0.3)A 、()2224xyzxy-+ B 、()2224xyzxy-+ C 、 0 D 、1A 、B 、C 、连续D 、 不连续 42、设()22,f xy x y x y -=+,则1f f x y y∂∂+=∂∂( )(D,难度系数0.3) A 、0 B 、1 C 、2 D 、43 全微分及其应用1、函数(),zf x y =在点()00,x y 处具有偏导数()()0000,,,x y f x y f x y ''是函数在该点可微的( )(A,难度系数0.2)A 、 必要条件但非充分条件B 、充分条件但非必要条件C 、 充分必要条件D 、 既非充分条件也非必要条件 2、二元函数(),f x y 在点()0,0处可微的一个充分条件是( )(C,难度系数0.3)A 、()()()(),0,0lim,0,00x y f x y f →-=⎡⎤⎣⎦B 、()(),00,0lim0x f x f x→-=,且()()00,0,0lim0y f y f y →-= C 、()(,0,0,0,0lim0x y f x y f →-=D 、()()0lim ,00,00x x x f x f →''-=⎡⎤⎣⎦,且()()0lim 0,0,00y y y f y f →''⎡⎤-=⎣⎦ 3、若函数(),f x y 在点()00,x y 处的偏导数存在,则(),f x y 在该点处函数( )(D,难度系数0.3)A 、 有极限B 、连续C 、可微D 、 A 、B 、C 都不成立 4、考虑二元函数(),f x y 的下面4条性质:①(),f x y 在点()00,x y 处连续, ②(),f x y 在点()00,x y 处的两个偏导数连续, ③(),f x y 在点()00,x y 处可微, ④(),f x y 在点()00,x y 处的两个偏导数存在若用“P Q ⇒”表示可由性质P 推出性质Q ,则有( )(A,难度系数0.3) A 、②⇒③⇒① B 、③⇒②⇒① C 、③⇒④⇒① D 、 ③⇒①⇒④ 5、设z=()1,1dz =( )(B,难度系数0.3)A 、()12dx dy + B 、 dx dy + C 、 ()13dx dy + D 、)dx dy + 6、设1zx uy ⎛⎫= ⎪⎝⎭,则()1,1,1du=( )(B,难度系数0.3)A 、dx dy dz ++B 、 dx dy -C 、 dx dz -D 、 dy dz -7、设cos ,sin x r y r θθ==,则xdy ydx -=( )(B,难度系数0.2)A 、2rd rdr θ+ B 、 2r d θ C 、 rdr D 、 rd θ8、在下列条件中,使函数(),z f x y =在点()00,x y 处可微,且全微分为零的是( )(D,难度系数0.3) A 、 具有偏导数且()()0000,0,,0x y f x y f x y ''== B 、()00,x y f∆=C 、()0022,sin x y x y f∆+∆∆=D 、()()0022,x y fx y ∆=∆+∆9、下列函数在点()0,0处可微的是( )(C,难度系数0.3)A、z =B 、()()()(),0,00,,0,0x y z x y ≠==⎩ C 、()()()()()22221sin ,,0,00,,0,0x y x y x y z x y ⎧+≠⎪+=⎨⎪=⎩ D 、()()()()22,,0,00,,0,0xy x y x y z x y ⎧≠⎪+=⎨⎪=⎩10、若()()(),,zf x y x yg x y ==+,(),g x y 在点()0,0处连续,则(),f x y 在该点处结论错的是( )(C,难度系数0.3)A 、 有极限B 、连续C 、不可微D 、 dz dx dy =+11、若函数(),f x y 在点()00,x y 处不连续,则( )、(D,难度系数0.1) A 、()00,f x y 必不存在 B 、()()00(,),lim,x y x y f x y →必不存在C 、()()0000,,,x y f x y f x y 必不存在D 、 (),f x y 在()00,x y 必不可微12、函数(),f x y 在点(),x y 处可微是它在该点偏导数z x ∂∂与z y∂∂连续的( )条件(A,难度系数0.2) A 、 必要 B 、 充分 C 、 充要 D 、 无关 13、设432z x y x =+,则()1,2dz =( )(C,难度系数0.2)A 、()3342423x ydx x y dy ++ B 、1234dx dy + C 、 3412dx dy + D 、3412dx dy -14、arctanxz y=,则dz =( )(D,难度系数0.2) A 、22xdy ydx x y -+ B 、22xdx ydy x y -+ C 、22ydx xdy x y ++ D 、 22ydx xdyx y -+15、(),fx y 在()00,x y 的一阶偏导数连续是(),f x y 在()00,x y 可微的( )条件(B,难度系数0.2)A 、 必要B 、 充分C 、 充要D 、 无关16、若(),f x y =()1,1df=( )(D,难度系数0.2)A 、22xdx ydy x y ++ B 、221xdx ydyx y +++ C 、2dx dy+ D 、3dx dy+17、u =()0,1处的du =( )(B,难度系数0.3)A 、2dxB 、dxC 、()2222yx dx xydy x y--+ D 、222y dx xydyx y-+ 18、设yx yx y x z-+++=arctanln 22,则d z =( )(D,难度系数0.3) A 、()()22x y dy x y dxx y --++ B 、()()22x y dx x y dyx y --++C 、()()22x y dx x y dyx y ++-+ D 、()()22x y dx x y dyx y -+++19、设(),zf x y =在点()00,x y 处的全增量为z ∆,全微分为dz ,则(),z f x y =在点()00,x y 处的全增量与全微分的关系式是( )(B,难度系数0.2) A 、zdz ∆= B 、()z dz o dz ∆=+ C 、()z dz o z ∆=+ D 、()z dz o dx ∆=+20、函数)ln(22z y x u++=,则在点)1,0,1(A 处的全微分为( )(C,难度系数0.2)A 、22dx ydy zdz x y z ++++ B 、2222dx ydy zdzx y z ++++ C 、22dx dz + D 、2dx dz+ 21、函数32),(y x y x f =在点)0,0(处( )(D,难度系数0.3)A 、两个偏导函数连续B 、可微C 、连续且两个偏导数)0,0(),0,0(y x f f ''都不存在 D 、 连续且两个偏导数)0,0(),0,0(y x f f ''都存在,但不可微22、若(),z f x y =在点()00,x y 处可微,则下列结论错误的是( )(B,难度系数0.3)A 、(),z f x y =在点()00,x y 处连续B 、()(),,,x y f x y f x y 在点()00,x y 处连续C 、()(),,,x y f x y f x y 在点()00,x y 处存在D 、 曲面(),zf x y =在点()()0000,,,x y f x y 处有切平面23、二元函数),(y x f 在点),(000y x M 处连续,且),(00y x f x '和),(00y x f y '都存在,这是),(y x f 在点可微的( )条件(B,难度系数0.2)A 、 充分非必要B 、必要非充分C 、 充分必要D 、 既非充分亦非必要 24、.难度0、3答案 设2yu x =,则du =( )(A,难度系数0.3)A 、22212ln y y y xdx yx xdy -+ B 、2221ln y y y xdx x xdy -+C 、221()y y x dx dy -+ D 、22212ln y y y x dy yx xdx -+25、函数23z x y =在点()2,1-处,当0.02,0.01x y ∆=∆=-时有全增量z ∆=( )(C,难度系数0.1)A 、0.20B 、0.20-C 、0.2040402004-D 、0.2040402004 26、函数23z x y =在点()2,1-处,当0.02,0.01x y ∆=∆=-时有全微分d z =( )(C,难度系数0.1)A 、0.20B 、0.2040402004C 、0.2040402004-D 、0.20- 27、x y ucos )(ln =,则d u =( )(A,难度系数0.3)A 、cos cos (ln)ln ln sin ln x x y y xdx dy y y ⎡⎤-⋅+⎢⎥⎣⎦ B 、cos cos (ln )ln ln sin ln x x y y xdx dy y y ⎡⎤⋅+⎢⎥⎣⎦C 、cos sin (ln)ln ln sin ln x x y y xdx dy y y ⎡⎤-⋅+⎢⎥⎣⎦ D 、cos cos (ln )ln ln sin ln x x y y xdx dy y ⎡⎤-⋅+⎢⎥⎣⎦28、z yxu)(=,则d u =( )(D,难度系数0.3)A 、11()ln z x x dx dy dz y x y y ⎛⎫-+ ⎪⎝⎭ B 、()ln z x z z x dx dy dz y x y y ⎛⎫-++ ⎪⎝⎭ C 、()ln z x z z x dx dy dz y x y y ⎛⎫++ ⎪⎝⎭ D 、()ln z x z z x dx dy dz y x y y ⎛⎫-+ ⎪⎝⎭ 29、2221zy x u++=,则d u =( )(C,难度系数0.3)A 、()()32222xy zxdx ydy zdz -++++ B 、()()32222xy zxdx ydy zdz -++++ C 、 ()()32222x y z xdx ydy zdz --++++ D 、()()32222xy zxdx ydy zdz ++++30、(),f x y =()0,0处( )(C,难度系数0.3)A 、不连续B 、()0,0x f 与()0,0y f 不存在C 、 不可微D 、可微31、设xy zxe y =+,则()1,1dz =( )(B,难度系数0.2)A 、edx dy +B 、 ()21edx e dy ++C 、xyedx dy + D 、()()211xy xy xy e dx x e dy +++4 多元复合函数的求导法则1、设(),u f x y =,且cos ,sin x r y r θθ==,其中f 具有二阶连续的偏导数,则22uθ∂=∂( )(C,难度系数0.3) A 、 2222sin cos xx yy r f r f θθ+B 、 22222sin sin 2cos xx xy yy r f r f r f θθθ-+C 、 22222sin sin 2cos cos sin xx xy yy x y r f r f r f rf rf θθθθθ-+--D 、2222sin cos cos sin xx yy x y r f r f rf rf θθθθ+--2、设(),,tf x xy xyz =,其中f 具有连续二阶偏导数,则2ty z∂=∂∂( )(D,难度系数0.3) A 、2132333xyf x yf xyzf ++ B 、 222333x yf x yzf +C 、2223333x yf x yzf f ++ D 、 2223333x yf x yzf xf ++3、设(),,tf x xy xyz =,其中f 具有连续二阶偏导数,则22tx∂=∂( )(D,难度系数0.3)A 、222112233f y f y z f ++B 、 2121323222yf yzf y zf ++C 、 2222112233121323222y f yf y z f f yzf y zf +++++D 、2222112233121323222f y f y z f yf yzf y zf +++++4、设函数()()(),ux y x y x y ϕϕ=++-,其中函数ϕ具有二阶导数,则必有( )(B,难度系数0.3) A2222u u x y ∂∂=-∂∂ B 2222u u x y ∂∂=∂∂ C 20u x y ∂=∂∂ D 2220u ux x y∂∂+=∂∂∂ 5、设()(),,,zf x v vg x y ==,其中,f g 均有二阶连续导数,则( )(C,难度系数0.3)A2222f f vx v x ∂∂∂+∂∂∂ B222222f f v f vx v x v x∂∂∂∂∂++∂∂∂∂∂C222222222f f v fv f v x x v x v x v x∂∂∂∂∂∂∂⎛⎫+++ ⎪∂∂∂∂∂∂∂∂⎝⎭ D2222222f fv f v x v x v x∂∂∂∂∂⎛⎫++ ⎪∂∂∂∂∂⎝⎭6、设函数222200,0x y z x y +≠=+=⎩,又,x t y t ==,则t dzdt ==( )(C,难度系数0.3) A 、 0 B、 C 、D 、 17、设函数()()()(),x yx yux y x y x y t dt ϕϕψ+-=++-+⎰,其中函数ϕ具有二阶导数,ψ具有一阶导数,则必有( )(B,难度系数0.4)A2222u u x y ∂∂=-∂∂ B 2222u u x y ∂∂=∂∂ C 222u u x y y ∂∂=∂∂∂ D 222u ux y x ∂∂=∂∂∂ 8、设函数()21ax e y z u a -=+,又sin ,cos y a x z x ==,则du dx=( )(A,难度系数0.3)A 、sin ax e x B 、cos ax e x C 、21(cos sin )1ax e a x x a ++ D 、 21cos 1axe x a + A 、 B 、 C 、 D 、 9、设()v uf z,=,其中e ,x u v x y -==+,下面运算中( )(B,难度系数0.3):e x z f f I x u v-∂∂∂=-+∂∂∂,222:v f y x z II ∂∂=∂∂∂A 、I 、II 都不正确B 、I 正确,II 不正确C 、I 不正确,II 正确D 、 I 、II 都正确10、设(),u f x y xz =+有二阶连续偏导数,则2ux y∂=∂∂( )(C,难度系数0.3) A 、 ()2111222f xf x z f xzf ++++ B 、 1222xf xzf +C 、21222f xf xzf ++ D 、 22xzf11、设()(),,,,zf x y z yg x t ==,其中,f g 可微,则zx∂=∂( )(B,难度系数0.3) A 、()(),,,y x f x y z g x t - B 、 1x y x z f f g f +-C 、 ()(),,,y x f x y z g x tD 、1x y x zf fg f ++12、若设()22222,f x y x y M x y∂++=∂∂,其中f为二次连续可微函数,则( )(D,难度系数0.3)A 、2f f M x u v ∂∂⎛⎫=+ ⎪∂∂⎝⎭ B 、 22222f f M x u v ⎛⎫∂∂=+ ⎪∂∂⎝⎭C 、22222f f M xy u v ⎛⎫∂∂=- ⎪∂∂⎝⎭ D 、 22224f f M xy uv ⎛⎫∂∂=- ⎪∂∂⎝⎭13、若函数(),x y uxyf f t xy ⎛⎫+= ⎪⎝⎭为可微函数,且满足()22,u u x y G x y u x y ∂∂-=∂∂,则(),G x y 必等于( )(B,难度系数0.3) A 、x y + B 、 x y - C 、 22x y - D 、 ()2x y +14、设()()2,zf x yg x xy =-+,其中f有二阶连续导数,g 有二阶连续偏导数,则下列正确的是( )(C,难度系数0.3)A2x x xy zf g yg x∂''=++∂ B2,,2xy x xy xy xy xy z f xg g xyg x y ∂'''''''=-+++∂∂ C2122222z f xg g xyg x y ∂'''''''=-+++∂∂ D 2122222zf xg g xyg x y∂'''''''=-++-∂∂ 15、设函数()2222,z x y u x y ϕ=+=+,其中函数ϕ可微,则下列四个式子正确的是( )(B,难度系数0.2) Az u x u x ϕ∂∂∂=⋅∂∂∂ B z d u x du x ϕ∂∂=⋅∂∂ C z d du x du dx ϕ∂=⋅∂ D z du x u dxϕ∂∂=⋅∂∂16、设y zxyf x ⎛⎫= ⎪⎝⎭,且()f u 可导,则z x x ∂+∂z y y ∂∂为( )(D,难度系数0.2)A 、2xy B 、 ()2x y z + C 、()2x y + D 、 2z17、设)(22y x z-=ϕ,其中ϕ具有连续的导数,则下列等式成立的是( )(C,难度系数0.2)A 、y z y x z x∂∂=∂∂ B 、 y z x x z y ∂∂=∂∂ C 、 y z x x z y ∂∂-=∂∂ D 、 yzy x z x ∂∂-=∂∂5 隐函数求导法1、设有三元方程ln 1xzxy z y e-+=,根据隐函数存在定理,存在点()0,1,1的一个邻域,在此邻域内该方程( )(D,难度系数0.3)A 、只能确定一个具有连续偏导数的隐函数(),z z x y =B 、可确定俩个具有连续偏导数的隐函数(),y y x z =和(),z z x y =C 、 可确定俩个具有连续偏导数的隐函数(),x x y z =和(),z z x y =D 、 可确定俩个具有连续偏导数的隐函数(),x x y z =和(),y y x z =2、已知,tan ,cos zxx y z e xe t y t +-===,则220t d zdt ==( )(D,难度系数0.3)A 、12 B 、 14 C 、 18 D 、 138- 3、若(),u u x y =为可微函数,且满足()22,1,y x y x uu x y x x==∂==∂,则必有2y x u y=∂=∂( )(C,难度系数0.3)A 、 1B 、12 C 、 12- D 、 1- 4、设函数(),z z x y =由方程,0y z F x x ⎛⎫=⎪⎝⎭确定,其中F 为可微函数,且20F '≠,则z zxy x y∂∂+=∂∂( )(B,难度系数0.3) A 、 x B 、 z C 、 x - D 、 z -5、设(),z z x y =由方程()22y z xf y z +=-确定,f 可微,则z zxy x y∂∂+=∂∂( )(B,难度系数0.3)A 、xB 、yC 、zD 、 1 6、设函数(),z f x y =由方程()x y z x y z e-++++=确定,则( )(C,难度系数0.3)A 、z zx y∂∂≠∂∂ B 、2222z z x y ∂∂≠∂∂ C 、 222z z x y y ∂∂=∂∂∂ D 、 222z z x x y ∂∂≠∂∂∂7、设(),z x y 由方程()22ln 0xz xyz xyz -+=确定,则zx∂=∂( )(C,难度系数0.2)A 、z x B 、 x z C 、 z x - D 、 x z- 8、设ln x zz y=,则()0,1=dz ( )(B,难度系数0.2) A 、1122dx dy + B 、 1122dx dy - C 、 dx dy + D 、 dx dy - 9、设(),0f x az y bz ++=,则z zab x y∂∂+=∂∂( )(C,难度系数0.3) A 、0 B 、1 C 、1- D 、 ab10、设(),z z x y =由方程222124y z x ++=确定,则( )(C,难度系数0.3) A 、2z xx z∂=-∂ B 、 224z x z ∂=-∂ C 、 2223416z x x z z ∂=--∂ D 、2223416z x x z z∂=-+∂11、由方程2222=+++z y x xyz 所确定的函数),(y x z z =在点()1,0,1-处的全微分=dz ( )(C,难度系数0.3)A dy -B dy +C 、 dx -D 、dx +12、设⎪⎭⎫⎝⎛=z y z x ϕ,其中ϕ为可微函数,则z z x y x y ∂∂+=∂∂( )(D,难度系数0.3) A 、()x y z + B 、0 C 、z - D 、 z13、若(),zz x y =由方程,0y z F x x ⎛⎫= ⎪⎝⎭确定,则z z x y x y ∂∂+=∂∂( )(A,难度系数0.3)A 、zB 、z -C 、0D 、 114、由方程组222222320z x yx y z ⎧=+⎪⎨++=⎪⎩所确定的()y x 及()z x 的导数dz dx =( )(B,难度系数0.3)A 、13y z - B 、 13x z + C 、13x z - D 、13yz+15、设函数()zf u =,又方程()()d xyu u P t t ϕ=+⎰确定u 是,x y 的函数,其中()f u 与()u ϕ均可微;()(),Pt u ϕ'连续,且()1u ϕ'≠、 则()()z zP y P x x y∂∂+=∂∂( )(A,难度系数0.3) A 、 0 B 、1 C 、2 D 、()()xPy yP x +6 方向导数与梯度1、函数(),arctanxf x y y =在点()0,1处的梯度等于( )(A,难度系数0.2) A 、iB 、i- C 、jD 、j-2、设2uxy z =-,则在点()1,2,2-处方向导数的最大值为( )(C,难度系数0.2) A 、 1 B 、 2 C 、 3 D 、 4 3、设2uxy z =,则在点()01,1,1M 处方向导数的最大值为( )(D,难度系数0.2)A 、B 、 4C 、 1D 、4、函数(),zf x y =在点()0,0处的两个偏导数()()0,0,0,0x y f f ''都存在,则在点()0,0处,函数(),z f x y =( )(B,难度系数0.2)A 、 沿x 轴的正向和负向的方向导数比相等B 、关于x 连续,关于y 也连续C 、 沿x 轴的正向和负向的方向导数比相等D 、 连续 5、设22223326ux y z xy x y z =++++--在原点沿()1,2,1方向的方向导数为( )(C,难度系数0.2) A 、B 、C 、D 、 6、函数(),f x y 在点(),x y 处可微是它在该点有方向导数的( )条件(D,难度系数0.1)A 、无关B 、充要C 、必要D 、充分7、在梯度向量的方向上,函数的变化率( )(B,难度系数0.1) A 、 B 、最大 C 、 D 、8、函数xyz u =在点)1,1,1(处沿方向}cos ,cos ,{cos γβα=l的方向导数是( )(B,难度系数0.2)A 、0B 、cos cos cos αβγ++ C 、1 D 、{cos ,cos ,cos }αβγ9、函数xyxu =在点)1,1,1(的梯度为( )(B,难度系数0.3)A 、{}1,1- B 、 {}1,1,0- C 、{}1,1,0- D 、{}1,1-10、二元函数),(y x f 在点),(00y x 处的两个偏导数),(00y x f x '和),(00y x f y '都存在,则),(y x f ( )(D,难度系数0.2)A 、在该点可微;B 、 在该点连续;C 、在该点沿任意方向的方向导数存在;D 、 以上结论都不对、; 11、函数e cos()x u yz =在点)0,0,0(处沿方向}2,1,2{-=l的方向导数是( )(D,难度系数0.3)A 、13 B 、13- C 、23- D 、 2310.难度0、3答案 函数)ln(22z y x u++=在点)1,0,1(A 处沿A 指向点)2,2,3(-B 方向的方向导数是( )(C,难度系数0.3) A 、1 B 、0 C 、 12 D 、12- 12.难度0、2答案 设函数u x xy xyz =++在点()1,2,0的所有方向导数中,最大的方向导数是沿方向( )(B,难度系数0.2)A 、{3,1,2}---B 、 {3,1,2}C 、{1,3,2}D 、{3,2,1}13、函数z=在点()0,0处沿方向{}1,0的方向导数zl∂=∂( )(A,难度系数0.2) A 、 1 B 、1- C 、0 D 、不存在 14、设2)0,0(,1)0,0(='='y x f f ,则( )(D,难度系数0.3)A 、),(y x f 在点)0,0(处连续;B 、 dy dx y x df 2),()0,0(+=;C 、 βαcos 2cos )0,0(+=∂∂lf ,其中βαcos ,cos 为l 的方向余弦;D 、),(y x f 在点)0,0(处沿x 轴负方向的方向导数为1-。
1. 指出下列各点所在的坐标轴、坐标面或卦限:A (2,1,-6),B (0,2,0),C (-3,0,5),D (1,-1,-7).解:A 在V 卦限,B 在y 轴上,C 在xOz 平面上,D 在VIII 卦限。
2. 已知点M (-1,2,3),求点M 关于坐标原点、各坐标轴及各坐标面的对称点的坐标. 解:设所求对称点的坐标为(x ,y ,z ),则(1) 由x -1=0,y +2=0,z +3=0,得到点M 关于坐标原点的对称点的坐标为:(1,-2,-3). (2) 由x =-1,y +2=0,z +3=0,得到点M 关于x 轴的对称点的坐标为:(-1,-2,-3). 同理可得:点M 关于y 轴的对称点的坐标为:(1, 2,-3);关于z 轴的对称点的坐标为:(1,-2,3).(3)由x =-1,y =2,z +3=0,得到点M 关于xOy 面的对称点的坐标为:(-1, 2,-3).同理,M 关于yOz 面的对称点的坐标为:(1, 2,3);M 关于zOx 面的对称点的坐标为:(-1,-2,3).3. 在z 轴上求与两点A (-4,1,7)和B (3,5,-2)等距离的点. 解: 设所求的点为M (0,0,z ),依题意有|MA |2=|MB |2,即(-4-0)2+(1-0)2+(7-z)2=(3-0)2+(5-0)2+(-2-z)2.解之得z =11,故所求的点为M (0,0,149). 4. 证明以M 1(4,3,1),M 2(7,1,2),M 3(5,2,3)三点为顶点的三角形是一个等腰三角形. 解:由两点距离公式可得21214M M =,2213236,6M M M M ==所以以M 1(4,3,1),M 2(7,1,2),M 3(5,2,3)三点为顶点的三角形是一个等腰三角形. 5. 设平面在坐标轴上的截距分别为a =2,b =-3,c =5,求这个平面的方程.解:所求平面方程为1235y x z++=-。
第七章 多元函数微分第一节 空间直角坐标系和一次曲面教学目标:了解空间直角坐标系及其中相应的点,了解一次曲面的概念,知道简单的平面方程和与之所对应的图形教学重点:熟练掌握空间的点以及简单的平面方程和与之所对应的图形 教学过程:一、空间直角坐标系空间直角坐标系由坐标原点,三条相互垂直的数轴,方向由右手法则确定,及八个卦限组成.空间中任意两点1111(,,)M x y z 与2222(,,)M x y z 的距离公式为12||M M =空间中任意两点(,,)M x y z 与的距离公式为 0(0,0,0)||OM =例1 求空间直角坐标系中关于(2,1,3)M −x 轴,xOy 坐标面及原点O 的对称点 解:由初等几何关于点的轴对称,面对称及中心对称的定义知(,,)M x y z 关于x 轴,xOy 坐标面及原点O 的对称点分别为1(,,)M x y z −−,23),(,(,,,)M x y z y M x z −−−−所以关于(2,1,3)M −x 轴,xOy 坐标面及原点的对称点分别为,,O (2,1,3)M −(2,1M ,3)−−(2M ,1,3)−−.例2 试证以为顶点的三角形为等腰直角三角形. (4,1,9),(10,1,6),(2,4,3)A B C −证:因为||7AB ==||||7BC CA ====得||且,所以|AB CA =|,2|2222||||7798|AB CA BC +=+==ABC Δ为等腰直角三角形. 二、一次曲面(1)平面的一般方程平面可用一个三元方程 (1) 0Ax By Cz D +++=来表示,它也称为一次曲面.确定一个平面需要三个独立的条件,不在同一直线上的三个点可以确定一个平面.可以用待定系数法来求一个平面.例3 求过点的平面方程(均不为零).(,0,0),(0,,0),(0,0,)P a Q b R c ,,a b c解设所求平面方程为,利用待定系数法,则有0Ax By Cz D +++= 即000000Aa B C D A Bb C D A B Cc D +⋅+⋅+=⎧⎪⋅++⋅+=⎨⎪⋅+⋅++=⎩000000Aa D Bb D Cc D +=⎧⎪+=⎨⎪+=⎩解得 ,,D D A B C a b =−=−=−Dc带入原方程得 1x y za b c++=上述方程也称为截距式方程,其中称为平面在,,a b c x 轴,轴及y z 轴的截距.如下图(2)有特殊位置的平面方程①当时,方程(1)成为0D =0Ax By Cz ++=,原点满足该方程,因此平面通过原点.②当时,方程(1)成为0A =0By Cz D ++=,此平面平行x 轴,且先在平面作直线,然后将直线沿yOz 0D =By Cz ++x 轴方向移动,就得到了与x 轴平行的平面如下图.同理可得的情况.0,0C ==B③当时,方程(1)成为0A D ==0By Cz +=,表示平面通过x 轴如下图.同理可得0,0B D C D ====的情况.④当时,方程(1)成为0A B ==0Cz D +=表示平面平行于xOy 坐标面如下图.同理可得的情况.0,A C B C ===0=⑤当时,方程(1)成为0z =表示平面为xOy 坐标面如下图.同理可得的情况.0A B D ===0,A C D B C ====0D ==例4 指出下列平面位置的特点(1)0;(4)32+=0A B ==(2)2;(3)2400;(5)510;(6)20;z x y z x y x y z x z =++=−+++=−=;z =解:(1),表示xOy 坐标面; (2)原方程为1222x y z++=,是在三个坐标轴上截距都为2的一个平面; (3),是通过原点的平面;0D =(4)是平行于0B C ==yOz 坐标面的平面,该平面与x 轴垂直,交点为2(,0,03−);(5),平面与0A =x 轴平行; (6),平面通过轴.0B D ==y 例5设平面平行于xOy 坐标面,且经过点1(0,0,2−,试求该平面的方程. 解:设所求平面的方程为,在将0Cz D +=1(0,0,)2−带入该式得20C D −+=将带回方程得. 2C D =210z +=课后小结::本节主要讲述了空间直角坐标系和一次曲面,以及一些平面方程和与之所对应的图形.同学们要重点掌握的是能描述出一些平面方程和与之所对应的图形. 课后作业:课后习题 .1,2,5NO第二节 多元函数的概念、极限与连续教学目标:了解多元函数的概念、二元函数极限与连续性.一些简单区域的表示方法以及求简单二元函数极限.教学重点:一些简单区域的表示方法 教学过程:一、多元函数的概念 1、区域及其表示法区域:由平面上曲线围成的平面部分;边界:围成区域的曲线; 开区域:不包括边界在内的区域; 闭区域:包括边界在内的区域; 有界区域:能被适当长为半径的圆所包含的区域; 无界区域:不能被任意长为半径的圆所包含的区域.开区域和闭区域统称为区域,记为D .区域分为有界区域和无界区域.区域D 是连通的(区域中没有"洞")下面三个区域(有界闭区域);(有界开区域);1{(,)|02,01}D x y x y =≤≤≤<3{(,)|1}D x y x ≤222{(,)|1}D x y x y =+=>(无界开区域)如下图对于下面两个图形的表示法我们分析:D 的边界由两条曲线1()y y x =和2()y y x =组成,将区域D 投影到x 轴上,得到区间[,,它是]a b D 上的点的横坐标x 的变化范围,即a xb ≤≤,在[,内任取一点]a b x ,作平行于轴的直线,分别于曲线y 1()y y x =和2()y y x =交于点和点,对于所给的横坐标11())y x (,P x 22y (,())P x x x ,D 上一切对应点的纵坐标都满足不等式y 12()()y x y ≤≤y x .x 因为点在闭区间[,上是任意的,所以区域]a b D 可用联立不等式表示为12)by ≤≤()≤≤⎧⎨⎩()(y x ()a x y x c y 类似的第二个图形可表示为12d x y x ≤≤⎧⎨⎩x y ≤≤D 0,1,x y y x ===所围,试用联立不等式表示这个区域. 由直线例1 设区域解:x 方法一:先做出这个图形,并求出三个交点为先将(0,0),),O A (0,1(1,1)B D 投影到轴上的区间[0,即,1]x 满足01x ≤≤,在[0内任取一点,1]x y y,作平行于轴的直线,可得011x x y ⎧⎨≤⎩≤≤≤1x y ≤≤满足.联立得满足0y x y ≤≤1≤,此时横坐标满足0≤y 所以联立得方法二:类似方法一可得010y x y ≤≤⎧⎨≤≤⎩例2 设区域由直线所围三角形区域,试用联立不等式表示这个区域. 2,2,3y x x y x y ==+=解:方法一:先做出这个图形并求出交点,将区域(0,0),(1,2),(2,1)O A B D 投影到x 轴上的区间[0,对在区间[0内任取一点,2],1]x ,作平行于y 轴的直线,可得y 满足22xy x ≤≤;对在区间[1内任取一点,2]x ,作平行于y 轴的直线,可得y 满足3y 2xx ≤≤−,联立不等式组表示为:0122x x y x ≤≤⎧⎪⎨≤≤⎪⎩和 1232x x y x ≤≤⎧⎪⎨≤≤−⎪⎩方法二:将区域D 投影到轴上的区间[0,对在区间[0内任取一点,作平行于y ,1],1]y x 轴的直线,可得x 满足22yx y ≤≤;对在区间[1内任取一点,2]y ,作平行于x 轴的直线,可得x 满足32yx x −≤≤,联立不等式组表示为:0122y y x y ≤≤⎧⎪⎨≤≤⎪⎩和 1232y y x x ≤≤⎧⎪⎨≤≤−⎪⎩2、二元函数的定义及定义域定义1 设有三个变量,x y 和z ,如果当变量,x y 在一定范围D 内取定一对数值时,变量z 按照一定的规律f 总有确定的数值与之对应,则变量z 称为,x y 的二元函数,记作,其中(,)z f x y =,x y 称为自变量,z 称为因变量,自变量,x y 的取值范围称为函数的定义域. 注:二元函数的定义域就是使得式子有意义的自变量取值的集合,它们通常用不等式或不等式组表示.(,)z f x y =在点00(,)x y 所取得的值称为函数值,记为:000(,)|,|0x x x y y y z z ==或00(,)f x y定义域的求法:① 以算式表示的二元函数,若没有特别指定自变量的变化范围,那么这个二元函数的定义域是使函数有意义的自变量的取值范围.②根据实际问题的要求,来确定自变量的取值范围. 例3设22tan xz x y xy y=+−,求(,)|tx ty z 解:222(,)|()()tantx ty tx z tx ty t xy ty=+− 222(tan )xt x y xy y tz=+−=例4 求下列函数的定义域2222(1)(2)ln ln (3)(4)x y z z x yx yz z +==+−解:(1)根据函数的定义域得,x y 必须满足22x y ≠即y x ≠±如下一图;(2)要使有意义,ln ln z x =+y ,x y 必须满足,如下二图;00x y >⎧⎨>⎩(3)要使z =+有意义,,x y 必须满足22222200R x y x y r ⎧−−≥⎪⎨−−>⎪⎩ 即 222222x y R x y r⎧+≤⎪⎨+>⎪⎩,如下三图;(4)要使z=有意义,,x y必须满足222(21)k x y k kππz≤+≤+∈3、二元函数的几何意义一元函数表示平面上一条曲线,二元函数在空间直角坐标系中表示一个曲面.在定义域内任取一点,相应的函数值,于是确定了空间一点(,)P x y(,)z f x y=(,,)M x y z,当点在区域中变动时,相应的点PM就在空间变动,于是当点取遍定义域内的值时,点P M的全体形成一个曲面S,它是二元函数的图形.二、二元函数的极限与连续性定义2 设(,)z f x y=P在点的某一邻域内有定义(点可能除外),是该邻域内异于的任意一点,如果当点在该邻域内以任何方式无限接近于时,对应的函数值000(,)P x y(,)P(,)P x y(,)P x y000(,)P x y f x y总是无限接近于某个确定的常数A,则称A是函数(,)z f x=y,当00x x y→y→时的极限,记为lim(,)x xy yf x y A→→=或00(,)(,)f x y A x x y y→→→.说明:①当00,x x y y→→时,,记P P→||PPρ=,则00)(,x x y→y→0可用ρ→表示.②二元函数极限相对于一元函数复杂.要求点可以沿任何路径任何方向趋向于点.(,)P x y000(,)P x y③当点沿某些特殊途径趋于点时,(,)P x yP(,)f x y(,趋于某一确定值,不能得出函数极限存在。