隐函数的微分法习题
1. 书上习题8 33.
2. 设2),,(yz e z y x f x =,其中),(y x z z =是由
0=+++xyz z y x 确定的隐函数,求)1,1,0(-'x
f 。
3. 设),,(z y x f u =有连续偏导数,)(x y y =和)(x z z =,分别由0=-y e xy 和0=-xz e z 所确定,求dx
du 。
4. 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 =分别由下列两式确定:
2=-xy e xy 和dt t t e z x x ⎰-=0sin ,求dx
du 。
5. 设),,(z y x f u =有连续偏导数,且),(y x z z =由方程z y x ze ye xe =-所确定,求du 。
6. ),(y x z z =由隐函数0),,(=+++x z z y y x F 确定,求dz 。
1. 书上习题8 33.
证明由方程组所⎩⎨⎧'=+-=++)
(cos sin )(ln sin cos ααααααf y x f z y x ⑴确定的函数),(y x z z =满足方程式222)()(z y
z x z =∂∂+∂∂,其中),(y x αα=,)(αf 为任意可微分的函数。
在(1)两边同时对x 求偏导数:
x
f x z z x y x x ∂∂'=∂∂⋅+∂∂⋅+∂∂⋅-ααααααα)(1cos sin cos 把)(αf '代入得到:
αcos 1-=∂∂⋅x
z z 即αc o s z x z -=∂∂ α222cos )(z x
z =∂∂, 同理 可得 α222s i n )(z y
z =∂∂, 故 222)()(z y
z x z =∂∂+∂∂。
2. 设2),,(yz e z y x f x =,其中),(y x z z =是由
0=+++xyz z y x 确定的隐函数,求)1,1,0(-'x
f 。
x
z yz e yz e f x x x ∂∂⋅+='22, 方程两边同时对x 求偏导:
01=∂∂++∂∂+x
z xy yz x z ∴ xy
yz x z ++-=∂∂11, 当x=0, y=1, z= -1时
0|11|)1,1,0()1,1,0(=++-=∂∂--xy
yz x z 故 1|]2[)1,1,0()1,1,0(2=∂∂⋅+=-'-x
z yz e yz e f x
x x 。
3. 设),,(z y x f u =有连续偏导数,)(x y y =和)(x z z =,分别由0=-y e xy (1)和0=-xz e z (2)所确定,求dx
du 。
dx
dz z f dx dy y f x f dx du ⋅∂∂+⋅∂∂+∂∂= (*) 在(1)和(2)两边分别对x 求导得到
xy
y xe y e dx dy xy xy -=--=112 x
xz z x e z dx dz z -=---= 上两式代入(*)得:
x
xz z z f xy y y f x f dx du -⋅∂∂+-⋅∂∂+∂∂=12。
4. 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 =分别由下列两式确定:
2=-xy e xy (1)和dt t t e z x x ⎰-=0sin (2),求dx
du 。
dx
dz z f dx dy y f x f dx du ⋅∂∂+⋅∂∂+∂∂= (*) 在(1)和(2)两边分别对x 求导得到
(1) 0)()(=+-+dx
dy x y dx dy x y e xy
∴ x
y dx dy -= (2) )1()s i n (dx dz z x z x e x ---= ∴ )
sin()(1z x z x e dx dz x ---= 上两式代入(*)得:
))s i n ()(1(z x z x e z f x y y f x f dx du x ---⋅∂∂+⋅∂∂-∂∂=。
5. 设),,(z y x f u =有连续偏导数,且),(y x z z =由方程z y x ze ye xe =-(1)所确定,求du 。
dz f dy f dx f du z y x
'+'+'= (*) (法1)
对(1)求微分:
dz e ze dy e ye dx e xe z z y y x x )()()(+=+-+, ∴ dy e z e y dx e z e x dz z y
z x
)1()1()1()1(+++++=
把上式代入(*)得到
dy f e z e y f dx f e z e x f du z z y y z z x x
))1()1(())1()1(('+++'+'+++'=。
(法2) 令z y x ze ye xe z y x F --=),,(,
x x e x F )1(+=', y y e y F )1(+-=',
z z e z F )1(+-=',
z x z x e
z e x F F x z )1()1(++=''-=∂∂, z y z y e
z e y F F y z )1()1(++=''-=∂∂, ∴ dy e z e y dx e z e x dz z y z x )1()1()1()1(+++++=
代入(*)即可。
6. ),(y x z z =由隐函数0),,(=+++x z z y y x F 确定,求dz 。
令 y x u +=,z y v +=, x z w += ∴ 0),,(=w v u F (*) 在(*)两边对x 求偏导,得
0)1(1=∂∂+'+∂∂⋅'+⋅'x
z F x z F F w v u 得到 w
v w u F F F F x z '+''+'-=∂∂ 在(*)两边对y 求偏导,得
0)1(1=∂∂'+∂∂+⋅'+⋅'y
z F y z F F w v u 得到 w
v v u F F F F y z '+''+'-=∂∂ ∴ dy y
z dx x z dz ∂∂+∂∂= dy F F F F dx F F F F w v v u w v w u '+''+'-'+''+'-=。