第八章多元函数微分学习题解

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（完整版）多元函数微分法及其应用习题及答案

1第八章多元函数微分法及其应用(A)1．填空题．填空题(1)若()y x f z ,=在区域D 上的两个混合偏导数y x z ∂∂∂2，xy z ∂∂∂2，则在D 上，上， x y zy x z ∂∂∂=∂∂∂22。

(2)函数()y x f z ,=在点()00,y x 处可微的处可微的条件是()y x f z ,=在点()00,y x 处的偏导数存在。

偏导数存在。

(3)函数()y x f z ,=在点()00,y x 可微是()y x f z ,=在点()00,y x 处连续的处连续的条件。

条件。

2．求下列函数的定义域．求下列函数的定义域(1)y x z -=；(2)22arccos yx zu +=3．求下列各极限．求下列各极限(1)x xyy x sin lim 00→→； (2)11lim 00-+→→xy xy y x ； (3)22222200)()cos(1lim y x y x y x y x ++-→→ 4．设()xy x z ln =，求y x z ∂∂∂23及23yx z ∂∂∂。

5．求下列函数的偏导数．求下列函数的偏导数(1)x y arctg z =；(2)()xy z ln =；(3)32z xy e u =。

6．设u t uv z cos 2+=，te u =，t v ln =，求全导数dt dz。

7．设()z y e u x-=，t x =，t y sin =，t z cos =，求dtdu 。

8．曲线⎪⎩⎪⎨⎧=+=4422y yx z ，在点(2,4,5)处的切线对于x 轴的倾角是多少？轴的倾角是多少？ 9．求方程1222222=++c z b y a x 所确定的函数z 的偏导数。

的偏导数。

10．设y x ye z x2sin 2+=，求所有二阶偏导数。

，求所有二阶偏导数。

11．设()y x f z ,=是由方程y zz x ln =确定的隐函数，求x z∂∂，yz ∂∂。

(完整版)多元函数微分学测试题及答案

第8章测试题1.),(y x f z =在点),(00y x 具有偏导数且在),(00y x 处有极值是 0),(00=y x f x 及0),(00=y x f y 的（）条件．A ．充分B ．充分必要C ．必要D ．非充分非必要2.函数(,)z f x y =的偏导数z x∂∂及z y ∂∂在点(,)x y 存在且连续是 (,)f x y 在该点可微分的（）条件．A ．充分条件B ．必要条件C ．充分必要条件D ．既非充分也非必要条件3. 设(,)z f x y =的全微分dz xdx ydy =+，则点（0，0）是（）A 不是(,)f x y 连续点B 不是(,)f x y 的极值点C 是(,)f x y 的极大值点D 是(,)f x y 的极小值点4. 函数22224422,0(,)0,0x y x y x y f x y x y ⎧+≠⎪+=⎨⎪+=⎩在（0，0）处（ C ）A 连续但不可微B 连续且偏导数存在C 偏导数存在但不可微D 既不连续，偏导数又不存在5.二元函数22((,)(0,0),(,)0,(,)(0,0)⎧+≠⎪=⎨⎪=⎩x y x yf x y x y 在点(0,0)处( A). A ．可微,偏导数存在 B ．可微,偏导数不存在C ．不可微,偏导数存在D ．不可微,偏导数不存在6.设),(),,(y x v v v x f z ==其中v f ,具有二阶连续偏导数. 则=∂∂22y z( ). (A)222y v v f y v y v f ∂∂⋅∂∂+∂∂⋅∂∂∂； (B)22y vv f∂∂⋅∂∂；(C)22222)(y v v fy v v f ∂∂⋅∂∂+∂∂∂∂； (D)2222y v v f y v v f ∂∂⋅∂∂+∂∂⋅∂∂.7.二元函数33)(3y x y x z --+=的极值点是( ).(A) (1,2)； (B) (1.-2)； (C) (-1,2)； (D) (-1,-1). 8.已知函数(,)f x y 在点(0,0)的某个邻域内连续，且223(,)(0,0)(,)lim 1()x y f x y xy x y →-=+，则下述四个选项中正确的是（）.A ．点(0,0)是(,)f x y 的极大值点B ．点(0,0)是(,)f x y 的极小值点C ．点(0,0)不是(,)f x y 的极值点D ．根据所给条件无法判断点(0,0)是否为(,)f x y 的极值点10.设函数(,)z z x y =由方程z y z x e -+=所确定，求2z y x ∂∂∂ 11.设(,)f u v 是二元可微函数，,y x z f x y ⎛⎫= ⎪⎝⎭，求 z z x y x y ∂∂-∂∂ 12.设222x y z u e ++=，而2sin z x y =，求u x ∂∂11.设(,,)z f x y x y xy =+-，其中f 具有二阶连续偏导数，求 2,z dz x y ∂∂∂.13.求二元函数22(,)(2)ln f x y x y y y =++的极值14.22在椭圆x +4y =4上求一点，使其到直线2360x y +-=的距离最短.第8章测试题答案1.A2.A3.D4.C5.A6.C7.D8.C 8. ()()3(1)z y z y e e ---9. 2122z z x y x y f f x y y x∂∂-=-∂∂ 10.2222(12sin )x y z u xe z y x++∂=+∂11.123123231113223233 ()(),()()dz f f yf dx f f xf dyzf f x y f f x y f xyf x y=+++-+∂=+++-+-+∂∂12.极小值11(0,)f ee-=-13. r h==14. 83(,)55。

第八章多元函数微分自测题及答案

第八章多元函数微分学自测题及解答一、选择题1．若函数) ,(y x f 在点) ,( y x 处不连续，则( C )（A ）) ,(lim y x f y y x x→→必不存在；（B ）) ,( y x f 必不存在；（C ）) ,(y x f 在点) ,( y x 必不可微；（D ）) ,( y x f x 、) ,( y x f y 必不存在。

2．考虑二元函数) ,(y x f 的下面4 条性质： ①函数) ,(y x f 在点) ,( y x 处连续；②函数) ,(y x f 在点) ,( y x 处两个偏导数连续； ③函数) ,(y x f 在点) ,( y x 处可微；④函数) ,(y x f 在点) ,( y x 处两个偏导数存在。

则下面结论正确的是（ A ）（A ）②⇒③⇒①；（B ）③⇒②⇒①；（C ）③⇒④⇒①； D ）③⇒①⇒④。

3．设函数⎪⎩⎪⎨⎧=+≠++=0 , 0 0 ,),(2222242y x y x y x yx y x f ，则在)0 ,0(点处（ C ）（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。

解：取2x y =，∵0)0,0(21lim),(lim 4440002=≠=+=→→=→f x x xy x f x x y x ,∴)0,0(f 在)0 ,0(点处不连续，而0)0,0()0,0(==y x f f 。

故应选（C ） 4．设z y x u =，则=∂∂)2,2,3(yu （ C ）（A ）3ln 4；（B ）3ln 8；（C ）3ln 324；（D ）3ln 162。

5．若函数),(y x f 在区域D 内具有二阶偏导数：22x f ∂∂，22y f ∂∂，y x f ∂∂∂2，xy f∂∂∂2，则（ D ）（A ）必有xy f y x f ∂∂∂=∂∂∂22；（B ）),(y x f 在D 内必连续；（C ）),(y x f 在D 内必可微；（D ）以上结论都不对。

第8章多元函数微分法及其应用习题 8- (9)

1 1 1 , y = , z = − , 代入式(8)解得 λ λ 2λ
λ=
当λ =
3 3 或λ = − , 2 2
3 1 2 2 时, 可得 x = − , y = , z = − , 2 3 3 3
3 1 2 2 当 λ = − 时, 可得 x = , y = − , z = . 2 3 3 3
第九节
多元函数的极值与最优化问题
习题 8-9
1. (1) 解
求下列函数的极值: f ( x, y ) = (6 x − x 2 )(4 y − y 2 ) ; (1) 先求函数的驻点. (2) f ( x, y ) = e 2 x ( x + y 2 + 2 y ) .
2 ⎧ ⎪ f x = (6 − 2 x)(4 y − y ) = 0, 求得五组解解方程组 ⎨ 2 f = (6 x − x )(4 − 2 y ) = 0, ⎪ y ⎩
f ( x, y ) = 1 − 2 y + 3 y 2 (1 ≤ y ≤ 2) ,
由 f ′( x, y ) = −2 + 6 y = 0 , 得 y =
1 (舍去). 3
f ( x, y ) = 1 − 2 y + 3 y 2 对应于 y = 1, y = 2 处的值分别为 2,9.
因此通过比较可知, f ( x, y ) 在闭区域 D 上的最大值为 11, 最小值为 2. 注意如果二元函数在有界闭区域 D 上连续, 在 D 内可微分, 且只有有限个驻点, 那么求二元函数在 D 上的最值的一般方法是, 先求函数在 D 内的所有驻点处的函数值, 再考虑函数在 D 的边界上的最大值和最小值, 把它们加以比较, 其中最大的就是最大值, 最小的就是最小值.

第8章多元函数微分法及其应用习题 8 (4)

5. 证明函数 u = ϕ(x − ct) +ψ (x + ct) 满足弦振动方程:
证因为
c2
∂2u ∂x2
=
∂2u ∂t 2
.
6
∂u = ϕ′(x − ct) ⋅1 +ψ ′(x + ct) ⋅1 = ϕ′(x − ct) +ψ ′(x + ct) , ∂x
∂2u ∂x2
=
∂ ∂x
[ϕ ′( x
dt ∂x dt ∂y dt 1 − (x − y)2
1− (x − y)2
=
3
−
3t 2
= 3(1− t2 ) .
1− (3t − t3 )2 1− (3t − t3 )2 1− (3t − t3 )2
(3) du = ∂u + ∂u ⋅ dy + ∂u ⋅ dz = y + (x + z) ⋅ ex + y ⋅ cos x dx ∂x ∂y dx ∂z dx
(3) 将中间变量 xy2 , yz2 依次编号为1, 2 , 则
∂u ∂y
=
f1′
⋅
∂ ∂y
(
xy
2
)
+
f2′
⋅
∂ ∂y
(
yz
2
)
=
f1′ ⋅ 2xy +
f2′ ⋅ z2
= 2xyf1′+ z2 f2′ ,
∂ 2u ∂y 2
=
∂ ∂y
(2
xyf1′
+
z2 f2′)
=
∂ (2xy) ⋅ ∂y
f1′
+
+ 2y2
−

第8章多元函数微分法及其应用习题 8 (1)

如图 8.3 阴影部分所示.
(4) 或
函数的定义域为
⎧⎪−1 ⎨
≤
z ≤ 1, x2 + y2
⎪ ⎩
x2 + y2 ≠ 0,
即
⎧⎪ ⎨
z
≤
x2 + y2 ,
⎪⎩ x2 + y2 ≠ 0,
{(x, y, z) z ≤ x2 + y2 且 x2 + y2 ≠ 0} .
此定义域的图形如图 8.4 阴影部分所示.
4
(2) f (tx,ty,tz) = (tx)3 + (ty)3 + (tz)3 + (tx)(ty)(tz)
3
= t 2 x3 + y3 + z3 + t3 (xyz) ≠ tk f (x, y, z) ,
所以此函数不是 k 次齐次函数. 8. 求下列极限:
1 − xy
(1) lim
;
(x, y)→(1,0) x2 + y2
arcsin(x2 + y2 )
(2) lim
;
(x, y)→(0,0)
x2 + y2
xy + 1 −1
(3) lim
;
(x, y)→(0,0)
xy
sin(xy)
(4) lim
;
(x, y)→(2,0) y
x3 + y3
(5) lim
;
(x, y)→(0,0) x2 + y2
(6)
lim (x2 + y2 )sin 1 .
分所示.
(2)
函数的定义域为
⎧⎪ x 2 ⎨
+

第八章多元函数的微分法及其应用练习题

第8章多元函数的微分法及其应用§8.1 多元函数的基本概念一、填空题1．已知22),(y x xyy x f -=+ ，则f(x,y)= 。

2．函数)1ln(4222y x y x Z ---=的定义域为。

3．11lim0-+→→xy xy y x = 。

二、判断题1．如果P 沿任何直线y=kx 趋于（0，0）,都有A P f kxy x ==→)(lim 0，则A y x f y x =-→→)(lim 00。

（）2．从0)0,(lim 0=→x f x 和2)2,(lim 0=→x x f x 知),(lim 0y x f y x →→不存在。

（）3．下面定义域的求法正确吗？)ln(11),(y x y x y x f -+-+=解：012)2()1()2(0)1(01>-⇒+⎩⎨⎧>->-+x y x y x 所以定义域为x>1/2的一切实数。

三、选择题1．有且仅有一个间断点的函数是（）（A ）、x y （B ）、)22l n (y x e x +- （C ）、yx x+ （D ）、arctanxy 2.下列极限存在的是（）（A ）、y x x y x +→→00li m （B ）、y x y x +→→1l i m 00 （C ）、y x x y x +→→200l i m （D ）、yx x y x +→→1s i n lim 00四、求下列函数的定义域，并画出定义域的图形。

1．y x y x z --+=112.221)ln(yx x x y z --+-=3．)]1)(9ln[(2222-+--=y x y x z五、求下列极限，若不存在，说明理由。

1．22101lim y x xy y x +-→→2. 222200cos 1lim y x y x y x ++-→→3．y x x y x +→→00lim§8.2 偏导数一、判断题1．如果f(x,y)在(x 0,y 0) 处，xf ∂∂存在，则一元函数f(x,y 0)在（x,y 0）处连续。

(完整版)多元函数微分学复习题及答案

第八章多元函数微分法及其应用复习题及解答一、选择题1. 极限lim x y x yx y→→+00242= （提示：令22y k x =）（ B ） (A) 等于0 (B) 不存在 (C) 等于12 (D) 存在且不等于0或12 2、设函数f x y x y y xxy xy (,)sin sin=+≠=⎧⎨⎪⎩⎪1100，则极限lim (,)x y f x y →→0= （ C ）（提示：有界函数与无穷小的乘积仍为无穷小）(A) 不存在 (B) 等于1 (C) 等于0 (D) 等于23、设函数f x y xy x y x y x y (,)=++≠+=⎧⎨⎪⎩⎪222222000，则(,)f x y （ A ）（提示：①在220x y +≠，(,)f x y 处处连续；②在0,0x y →→ ，令y kx =，200(0,0)x x y f →→→=== ，故在220x y +=，函数亦连续.所以，(,)f x y 在整个定义域内处处连续.）(A) 处处连续 (B) 处处有极限，但不连续 (C) 仅在（0,0）点连续 (D) 除（0,0）点外处处连续4、函数z f x y =(,)在点(,)x y 00处具有偏导数是它在该点存在全微分的（ A ） (A)必要而非充分条件(B)充分而非必要条件(C)充分必要条件 (D)既非充分又非必要条件5、设u y x =arctan ，则∂∂u x = （ B ）(A)xx y 22+(B) -+y x y 22 (C) yx y 22+(D)-+xx y 226、设f x y yx(,)arcsin=，则f x '(,)21= （ A ）（A ）-14（B ）14 （C ）-12 （D ）127、设yxz arctan=，v u x +=，v u y -=，则=+v u z z （ C ）（A ）22v u v u -- （B ）22v u u v -- （C ）22v u v u +- （D ）22v u uv +-8、若f x x x x f x x x x (,),(,)'232612=+=+，则f x x y '(,)2= （ D ） (A) x +32(B) x -32(C) 21x + (D) -+21x 9、设z y x =，则()(,)∂∂∂∂z x zy+=21 （ A ） (A) 2 (B) 1+ln2 (C) 0 (D) 110、设z xye xy =-，则z x x x'(,)-= （ D ） (A)-+2122x x e x () (B)2122x x e x ()- (C)--x x e x ()122 (D)-+x x e x ()12211、曲线x t y t z t ===24sin ,cos ,在点(,,)202π处的法平面方程是（C ）(A) 242x z -=-π (B) 224x z -=-π (C) 42y z -=-π (D) 42y z -=π12、曲线45x y y z ==,,在点(,,)824处的切线方程是（A ）(A)842204x z y --=-= (B)x y z +==+122044 (C) x y z -=-=-85244 (D)x y z -=-=351413、曲面x z y x z cos cos +-=ππ22在点ππ2120,,-⎛⎝ ⎫⎭⎪处的切平面方程为（D ）（A ）x z -=-π1 （B ）x y -=-π1 （C ）x y -=π2 （D ）x z -=π214、曲面x yz xy z 2236-=在点(,,)321处的法线方程为（A ）（A ）x y z +=--=--58531918 （B ）x y z -=-=--3823118（C ）83180x y z --= （D ）831812x y z +-=15、设函数z x y =-+122，则点 (,)00是函数 z 的（ B ）（A ）极大值点但非最大值点（B ）极大值点且是最大值点（C ）极小值点但非最小值点（D ）极小值点且是最小值点 16、设函数z f x y =(,)具有二阶连续偏导数，在P x y 000(,)处，有2)()(,0)()(,0)(,0)(000000======P f P f P f P f P f P f yx xy yy xx y x ，则（ C ）（A ）点P 0是函数z 的极大值点（B ）点P 0是函数z 的极小值点（C ）点P 0非函数z 的极值点（D ）条件不够，无法判定 17、函数f x y z z (,,)=-2在222421x y z ++=条件下的极大值是（ C ）(A) 1 (B) 0 (C)-1 (D) -2 二、填空题 1、极限limsin()x y xy x→→0π= ⎽⎽⎽⎽⎽⎽⎽ .答：π 2、极限limln()x y x y e x y→→++01222=⎽⎽⎽⎽⎽⎽⎽ .答：ln23、函数z x y =+ln()的定义域为 ⎽⎽⎽⎽⎽⎽⎽ .答：x y +≥14、函数z xy=arcsin 的定义域为 ⎽⎽⎽⎽⎽⎽⎽ .答：-≤≤11x ，y ≠0 5、设函数f x y x y xy y x (,)ln =++⎛⎝ ⎫⎭⎪22，则f kx ky (,)= ⎽⎽⎽⎽⎽⎽⎽ .答：k f x y 2⋅(,)6、设函数f x y xy x y (,)=+，则f x y x y (,)+-= ⎽⎽⎽⎽⎽⎽⎽ .答：222x y x-（22()()(,)()()2x y x y x y f x y x y x y x y x+--+-==++-Q ）7、设f x y x y x y A x y (,)ln()//=-⋅+<+≥⎧⎨⎩11212222222，要使f x y (,)处处连续，则A= ⎽⎽⎽⎽⎽⎽⎽ .答：-ln28、设f x y x y x y x y Ax y (,)tan()(,)(,)(,)(,)=++≠=⎧⎨⎪⎩⎪22220000，要使f x y (,)在（0，0）处连续，则A= ⎽⎽⎽⎽⎽⎽⎽ .答：1 9、函数221x y z x +=-的间断点是 .答：直线10x -=上的所有点10、函数f x y x y yx (,)cos =-122的间断点为 ⎽⎽⎽⎽⎽⎽⎽ .答：直线y x =±及x =011、设z x y y =-+sin()3，则∂∂z xx y ===21_________ .答：3cos512、设f x y x y (,)=+22，则f y (,)01= _________ .答：113、设u x y z x y z(,,)=⎛⎝ ⎫⎭⎪，则)3,2,1(d u =_________ .答：38316182d d ln d x y z --14、设u x x y =+22，则在极坐标系下，∂∂ur= _________ .答：0 15、设u xy y x =+，则∂∂22u x = _________.答：23yx16、设u x xy =ln ，则∂∂∂2u x y = ___________ .答：1y17、函数y y x =()由12+=x y e y 所确定，则d d y x = ___________ .答：22xye xy - 18、设函数z z x y =(,)由方程xy z x y z 2=++所确定，则∂∂zy= _______ .答：2112xyz xy --19、由方程xyz x y z +++=2222所确定的函数z z x y =(,)在点（1，0，－1）处的全微分d z = _________ .答：d d x y -220、曲线x t y t z t ===23213,,在点(,,)1213处的切线方程是_________.答：x y z -=-=-12221321、曲线x te y e z t e t t t ===232222,,在对应于 t =-1点处的法平面方程是___________. 答：01132=+--e y x 22、曲面xe y e z e ey z x ++=+223321在点(,,)210-处的法线方程为_________ . 答：e ze y x 22212=-+=- 23、曲面arctan y xz 14+=π在点(,,)-210处的切平面方程是_________.答：y z +=2124、设函数z z x y =(,)由方程123552422x xy y x y e z z +--+++=确定，则函数z的驻点是_________ .答：（－1，2） 27、函数z x y x y =----2346122的驻点是_________.答：（1，1）25、若函数f x y x xy y ax by (,)=+++++22236在点 (,)11-处取得极值，则常数a =_________， b =_________.答：a =0，b =426、函数f x y z x (,,)=-22在x y z 22222--=条件下的极大值是_______答：-4 三、计算题1、求下列二元函数的定义域，并绘出定义域的图形.(1) z = (2)ln()z x y =+ (3)1ln()z x y =+ (4)ln(1)z xy =-解：(1)要使函数z =有意义，必须有2210x y --≥，即有221x y +≤.故所求函数的定义域为22{(,)|1}D x y x y =+≤,图形为图3.1(2)要使函数ln()z x y =+有意义，必须有0x y +>.故所有函数的定义域为{}(,)|0D x y x y =+>，图形为图3.2(3)要使函数1ln()z x y =+有意义，必须有ln()0x y +≠，即0x y +>且1x y +≠.故该函数的定义域为{}(,)|01D x y x y x y =+>+≠，，图形为图3.3(4)要使函数ln(1)z xy =-有意义，必须有10xy ->.故该函数的定义域为{(,)|1}D x y xy =>，图形为图3.4图3.1 图3.2图3.3 图3.42、求极限limsin x y y xxy →→+-0211.解：lim sin x y y xxy →→+-0211=⋅++→→lim sin ()x y y x xy xy 00211= 43、求极限lim sin()x y x y x yxy →→-+0023211. 解：原式=lim ()sin()x y x y x y x y xy →→-++0232211=-++⋅→→limsin()x y x y xy xy 002111=-124、求极限lim x y xxye xy→→-+0416 . 解：lim x y xxye xy→→-+00416=++-→→lim ()x y x xye xy xy 00416= -85、设u x y y x =+sin cos ，求 u u x y ,. 解：u y y x x =-sin sinu x y x y =+cos cos6、设z xe ye y x =+-，求z z x y ,. 解：z e ye x y x =--z xe e y y x =+-7、设函数z z x y =(,)由yz zx xy ++=3所确定，试求∂∂∂∂z x zy,（其中x y +≠0）. 解一：原式两边对x 求导得yz x x zxz y ∂∂∂∂+++=0，则∂∂z x z y y x =-++同理可得：∂∂z y z x y x =-++ 解二：xy xz F F y z xy y z F F x z x y y x ++-=-=++-=-=∂∂∂∂, 8、求函数z x xy y x y =-++-+23243122的极值.解：由z x y z x y x y=-+==-+-=⎧⎨⎩43403430，得驻点(,)-10074334>=--==yy yxxy xx z z z z D z xx =>40，函数z 在点(,)-10处取极小值z (,)-=-101.9、设z e x y =+32，而x t y t ==cos ,2，求d d z t. 解：d d (sin )()zte t e t x y x y =-+++3223232=-++(sin )3432t t e x y10、设z y xy x =ln()，求∂∂∂∂z x z y,. 解：z y y xy xy x x x =⋅+ln ln 1 z xy xy yy y x x =+-11ln() 11、设u a x a x yz a =->+ln ()0，求d u . 解：∂∂u x a a ax x yz =-+-ln 1，∂∂u y a z a x yz =⋅+ln ，∂∂u zya a x yz =+ln d (ln )d ln (d d )u a a ax x a a z y y z x yz x yz =-+++-+112、求函数z x y e xy =++ln()22的全微分.解：∂∂∂∂z x x ye x y e z y y xe x y e xyxyxyxy=+++=+++222222,[]d ()d ()d z x y ex ye x y xe y xyxy xy =+++++12222 四、应用题1、要造一容积为128立方米的长方体敞口水池，已知水池侧壁的单位造价是底部的2倍，问水池的尺寸应如何选择，方能使其造价最低？解：设水池的长、宽、高分别为x y z ,,米.水池底部的单位造价为a .则水池造价()S xy xz yz a =++44 且 xyz =128令 ()L xy xz yz xyz =+++-44128λ由 ⎪⎪⎩⎪⎪⎨⎧=-==++==++==++=01280440404xyz L xy y x L xz z x L yz z y L z y x λλλλ得 x y z ===82由于实际问题必定存在最小值，因此当水池的长、宽、高分别为8米、8米、2米时，其造价最低.2、某工厂生产两种商品的日产量分别为x 和y （件），总成本函数22128),(y xy x y x C +-=（元）.商品的限额为42=+y x ，求最小成本. 解：约束条件为042),(=-+=y x y x ϕ，构造拉格朗日函数22(,,)812(42)F x y x xy y x y λλ=-+++-，解方程组160240420x y F x y F x y F x y λλλ'⎧=-+=⎪'=-++=⎨⎪'=+-=⎩，得唯一驻点)17,25(),(=y x ，由实际情况知，)17,25(),(=y x 就是使总成本最小的点，最小成本为8043)17,25(=C （元）.3、某工厂生产两种产品甲和乙，出售单价分别为10元与9元，生产x 单位的产品甲与生产y 单位的产品乙的总费用是)33(01.03240022y xy x y x +++++元，求取得最大利润时，两种产品的产量各为多少？解：),(y x L 表示获得的总利润，则总利润等于总收益与总费用之差，即有利润目标函数)]33(01.032400[)910(),(22y xy x y x y x y x L +++++-+=)0,0(,400)33(01.06822>>-++-+=y x y xy x y x ，令⎩⎨⎧=+-='=+-='0)6(01.060)6(01.08y x L y x L yx，解得唯一驻点（120，80）.又因06.0,01.0,006.0-=''=-=''=<-=''=yy xy xx L C L B L A ，得0105.332>⨯=--B AC .得极大值320)80,120(=L . 根据实际情况，此极大值就是最大值．故生产120单位产品甲与80单位产品乙时所得利润最大320元. 五、证明题 1、设)11(yx e z +-=, 求证z yz y x z x 222=∂∂+∂∂.证明：因为2)11(1x e xzy x ⋅=∂∂+-, 2)11(1ye y z y x ⋅=∂∂+-, 所以 z e e yz y x z x y x y x 2)11()11(22=+=∂∂+∂∂+-+-2、证明函数nx ey tkn sin 2-=满足关系式22x y k t y ∂∂=∂∂ 证明：因为nx e kn kn nx e ty tkn t kn sin )(sin 2222⋅-=-⋅⋅=∂∂--, nx nex y tkn cos 2-=∂∂, nx e n xy t kn sin 2222--=∂∂, nx e kn xyk t kn sin 2222--=∂∂,所以22x y k t y ∂∂=∂∂.3、设z =xy +xF (u ), 而xyu =, F (u )为可导函数, 证明xy z y z y x z x +=∂∂+∂∂⋅.证明：y z y x z x ∂∂⋅+∂∂⋅])([])()([yu u F x x y x u u F x u F y x ∂∂'+⋅+∂∂'++=)]([)]()([u F x y u F xyu F y x '+⋅+'-+==xy +xF (u )+xy =z +xy .。

大一微积分下册经典题目及解析

微积分练习册[第八章］多元函数微分学习题8-1多元函数的基本概念1.填空题：(1）若yxxy y x y x f tan),(22-+=，则___________),(=ty tx f (2）若xy y x y x f 2),(22+=，则(2,3)________,(1,)________yf f x-==（3）若)0()(22 y yy x xyf +=，则__________)(=x f （4)若22),(y x xy y x f -=+，则____________),(=y x f（5）函数)1ln(4222y x y x z ---=的定义域是_______________（6）函数y x z -=的定义域是_______________(7）函数xyz arcsin=的定义域是________________ （8）函数xy xy z 2222-+=的间断点是_______________2。

求下列极限：（1)xy xy y x 42lim0+-→→（2)x xyy x sin lim0→→(3）22222200)()cos(1lim y x y x y x y x ++-→→3。

证明0lim22)0,0(),(=+→yx xy y x4.证明：极限0lim 242)0,0(),(=+→y x yx y x 不存在5。

函数⎪⎩⎪⎨⎧=≠+=(0,0)),( ,0)0,0(),(,1sin ),(22y x y x y x x y x f 在点（0,0)处是否连续？为什么习题8—2偏导数及其在经济分析中的应用1。

填空题 (1)设y x z tanln =，则__________________,=∂∂=∂∂yzx z ；（2)设)(y x e z xy+=，则__________________,=∂∂=∂∂yzx z ；（3）设zyxu =，则________,__________________,=∂∂=∂∂=∂∂z u y u x u ; （4)设x y axc z tan =，则_________________,_________,22222=∂∂∂=∂∂=∂∂y x zy z x z（5）设zyx u )(=，则________2=∂∂∂y x u ；（6）设),(y x f 在点),(b a 处的偏导数存在，则_________),(),(lim 0=--+→xb x a f b x a f x2.求下列函数的偏导数y xy z )1()1(+=z y x u )arcsin()2(-=3.设xy z =，求函数在(1,1）点的二阶偏导数4。

第八章多元函数的微分法及其应用练习题共7页word资料

第8章多元函数的微分法及其应用§8.1 多元函数的基本概念一、填空题1．已知22),(y x xyy x f -=+ ，则f(x,y)= 。

2．函数)1ln(4222y x y x Z ---=的定义域为。

3．11lim0-+→→xy xy y x = 。

二、判断题1．如果P 沿任何直线y=kx 趋于（0，0）,都有A P f kxy x ==→)(lim 0，则A y x f y x =-→→)(lim 00。

（）2．从0)0,(lim 0=→x f x 和2)2,(lim 0=→x x f x 知),(lim 0y x f y x →→不存在。

（）3．下面定义域的求法正确吗？)ln(11),(y x y x y x f -+-+=解：012)2()1()2(0)1(01>-⇒+⎩⎨⎧>->-+x y x y x 所以定义域为x>1/2的一切实数。

三、选择题1．有且仅有一个间断点的函数是（）（A ）、x y （B ）、)22ln(y x e x +- （C ）、yx x+ （D ）、arctanxy 2.下列极限存在的是（）（A ）、y x x y x +→→00lim（B ）、y x y x +→→1lim 00 （C ）、y x x y x +→→200lim （D ）、y x x y x +→→1sin lim 00四、求下列函数的定义域，并画出定义域的图形。

1．y x y x z --+=112.221)ln(yx x x y z --+-=3．)]1)(9ln[(2222-+--=y x y x z 五、求下列极限，若不存在，说明理由。

1．22101lim y x xy y x +-→→2. 222200cos 1limy x y x y x ++-→→3．y x x y x +→→00lim§8.2 偏导数一、判断题1．如果f(x,y)在(x 0,y 0) 处，xf ∂∂存在，则一元函数f(x,y 0)在（x,y 0）处连续。

第八章(理工)多元函数的微分学

。
4、过曲面 z − e + 2 xy = 3 上点 (1, 2, 0) 处的切平面方程为解析：切点的方向向量为 n = (2 y , 2 x,1 − e ) ⇒ n
z
G
G
(1,2,0)
= (4, 2, 0) = (2,1, 0) ，则有点向式 2( x −1) + ( y − 2) = 0
⇒ 2x + y − 4 = 0
∂2 z ∂ 2 w ∂u ∂ 2 w ∂v ∂ 2 w ∂u ∂ 2 w ∂v ∂2w ∂2w ∂2w 2 = − − − − = − − − ∂x 2 ∂u 2 ∂x ∂u∂v ∂x ∂u∂v ∂x ∂v 2 ∂x ∂u 2 ∂u∂v ∂v 2 ∂2 z ∂ 2 w ∂u ∂ 2 w ∂v ∂ 2 w ∂u ∂ 2 w ∂v ∂2w ∂2w ∂2w ∂2w ∂2w ∂2w ∂2w 2 = − − + + = − + + − = − + − ∂y 2 ∂u 2 ∂y ∂u∂v ∂y ∂u∂v ∂y ∂v 2 ∂y ∂u 2 ∂u∂v ∂u∂v ∂v 2 ∂u 2 ∂u∂v ∂v 2 ∂2 z ∂ 2 w ∂u ∂ 2 w ∂v ∂ 2 w ∂u ∂ 2 w ∂v ∂2w ∂2w ∂2w ∂2w ∂2w ∂2w = 1− 2 − + + = 1− 2 − + + = 1− 2 + 2 ∂x∂y ∂u ∂x ∂u∂v ∂x ∂u∂v ∂x ∂v 2 ∂x ∂u ∂u∂v ∂u∂v ∂v 2 ∂u ∂v ∂2 z ∂2 z ∂2 z ∂2w ∂2w ∂2w ∂2w ∂2w ∂2w ∂2w ∂2w ∂2w +2 + = − 2 −2 − + 2(1 − 2 + 2 ） − 2 +2 − ＝− 4 2 + 2 ∂x 2 ∂x∂y ∂y 2 ∂u ∂u∂v ∂v 2 ∂u ∂v ∂u ∂u∂v ∂v 2 ∂u

(完整版)多元函数微分学及其应用习题解答

1 / 28习题8-11. 求下列函数的定义域： (1) y x z -= ；解：0,0x y D ≥≥⇒=(){,0,x y y x ≥≥(2) 221)ln(yx xx y z --+-=；解：220,0,1y x x x y D -≥≥--⇒=(){}22,01x y y x xy >≥+<且(3) )0(122222222>>-+++---=r R rz y x z y x R u ；解：222222220R x y z x y z r ≤---<++-⇒，0D ⇒=(){}22222,,x y z rx y z R <++≤(4) 22arccosyx z u +=。

221,0x y D ≤+≠⇒=(){}22,0x y z x y ≤+≠2. 求下列多元函数的极限:： (1) 22y 01)e ln(limyx x y x ++→→；解：y 1ln 2x y →→== (2) xy xy y x 42lim0+-→→；解：令t=xy，1200001(4)12lim 14x t t y t -→→→→-+===-2 / 28(3) x xyy x sin lim50→→；解：0050sin sin lim5lim 55x x y y xy xyx x →→→→==(4) 22x 222200e)()cos(1limy y x y x y x ++-→→；解：22222222222x 001cos()11cos()2(sin ),lim 20022()ey x y x y x y x y x y →→+-+-+=∴=⋅⋅=+Q (5) xyy x y x )(lim 220+→→。

解：0,xy >设22ln()xy x y +两边取对数，由夹逼定理2200222222lim ln()2222000ln()()ln()0lim ln()0,lim()1x y xy x y xyx x y y xy x y x y x y xy xy x y x y e→→+→→→→≤+≤++<+=∴+==xylnxy 当时同理可得,3. 证明下列极限不存在： (1) y x yx y x -+→→00lim；证明：(1)(,)(,)(,)(1)m x x y y mx f x y f x mx m x+===-当沿直线趋于原点(0,0)时.001lim,1x y x y mm x y m →→++=--不同时,极值也不同,所以极限不存在。

吴第8章多元函数微分学-习题课

【解】 lim f(x,y)0f(0,0)所以f 在(0,0)点连续,故否B .
x 0
y 0
f( x ,0 ) f( 0 ,0 ) x 2 s1 ix n 2 ) (
f x ( 0 ,0 ) l x 0 im x
lim 0 x 0 x
fy (0 ,0 ) ly 0 ifm (y ,0 ) yf(0 ,0 ) ly 0 iy m 2 sy i 1y n 2 ) ( 0 偏导数存在, 否A .
第八章习题课
多元函数微分法及其应用
一、关于多元函数极限的题类二、关于多元函数连续、偏导数存在、可微的题类三、关于复合函数求导、隐函数求导，全微分计算题类四、关于多元函数极(最)值的题类
一、关于多元函数极限的题类
【例1】求
lim
x0
xy x2 y2
y0
【解】
xy
lim
x 0
x2

【例8】设x2z2y(fz)其 , f中可微z， . 求
y
y
【解Ⅰ】公式法
抽象函数隐函数求导
令F(x,y,z)x2z2y(fz), y
则
Fz
2zf(z), y
Fyf(zy)zyf(zy),
z y
Fy Fz

yf( z) zf ( z)
y
y
2yz yf(z)
.
y
【例8】设x2z2y(fz)其 , f中可微z， . 求
y
y
抽象函数隐函数求导
【解Ⅱ】（求导直接法） z是x,y的函数
zyz 两边同时对y求导 2zyzf(zy)yf(zy)yy2 ,
yf(z) zf (z)
解得

高等数学下第八章习题及答案

第八章多元函数微分法及其应用1、求下列函数的定义域： (1) y x z -=; （2）)12ln(2+-=x y z ;解:0≥y 且 0≥-y x 解:{}012|),(2>+-=x y y x D得 D =(){}y x y y x ≥≥,0|, (3) 22arccosyx z u +=; (4) 221)ln(yx x x y z --+-=.解:022≠+y x 且22y x z +1≤ 解:⎪⎩⎪⎨⎧>--≥>-010,022y x x x y 得 {}0,|),,(22222≠++≤=y x y x z z y x D . 得 {}1,,0|),(22<+>≥=y x x y x y x D 2、已知函数v u w w u w v u f ++=),,(，试求: ).,,(xy y x y x f -+ 解: x xy xy y x xy y x y x f 2)()(),,(++=-+3、设,),(,),(2222y x y x y x y x f -=+=ϕ求：]),,([2y y x f ϕ. 解: 4222422)(),(]),,([y y x y y x y y x f +-=+=ϕϕ 4、求下列极限：（1） 221)ln(limyx e x y y x ++→→.2ln 01)1ln(220=++=e（2）11lim0-+→→xy xyy x 2)11(lim 00=++=→→xy xy xy y x ;（3）y xy y x )sin(lim 02→→=221sin lim 02=⋅=⋅→→x xy xy y x ; （4） 22)()cos(1lim 222200y x y x e y x y x ++-→→22422sin2lim 2222222200y x y x e y x y x y x +⋅⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛++=→→.0021=⋅= 5、证明 2222200)(lim y x y x y x y x -+→→不存在.证明若点),(y x P 沿直线kx y =趋于()0,0，则22424222220)1(lim)(lim2x k x k x k y x y x y x x kxy x -+=-+→=→22220)1(lim2k x k x k x -+=→⎩⎨⎧≠==1,01,1k k 所以极限不存在.6、求下列函数的偏导数: （1）)(cos )sin(2xy xy z +=; 解:=∂∂xz)]2sin()[cos()cos()sin(2)cos(xy xy y xy xy y xy y -=- =∂∂yz)]2sin()[cos()cos()sin(2)cos(xy xy x xy xy x xy x -=- （2） 2yxe z y=;解: =∂∂x z ;2y e y =∂∂y z .212223⎪⎪⎭⎫⎝⎛-=+-y y xe y xe y xe y y y （3）()xy z ln =; 解:=∂∂x z ()()xy x xy y xy ln 21ln 21=⋅; =∂∂y z ()()xy y xy x xy ln 21ln 21=⋅. .（4）z y x u )arctan(-=;解:()()z z y x y x z x u 211-+-=∂∂-； ()()z z y x y x z y u 211-+--=∂∂-; ()()()zz y x y x y x z u 21ln -+--=∂∂ (5)zyx u =解:,1-=∂∂z y x zy x u ,ln 11ln x x z z x x y u z yz y =⋅⋅=∂∂ .ln ln 22x x z y z y x x z u z yz y-=⎪⎭⎫ ⎝⎛-⋅⋅=∂∂7、设 ()()1,-+=y x y x f yxarcsin, 求)1,(x f x '. 解: 因x x f =)1,(，所以 .1)1,(=x f x8、曲线 ⎪⎩⎪⎨⎧=+=4422y y x z 在点(2,4,5)处的切线对于x 轴的倾角是多少？解:=∂∂x z 2x ，1tan )5,4,2(=∂∂=x z α，所以.4πα= 9、设 T = 2πgl, 求证: 0=∂∂+∂∂g T g l T l . 解:g g lg g l g T gl gl l T ππππ-=-=∂∂==∂∂22,212， 0=-=gg lggllππ.10、(1)x y z arctan =，求: y x z xz ∂∂∂∂∂222,;解: =∂∂xz,112222y x y x y x y +-=⎪⎭⎫ ⎝⎛-⋅⎪⎭⎫ ⎝⎛+⎪⎭⎫ ⎝⎛∂∂∂∂=∂∂x z x x z 22,)(2222y x xy +-= ⎪⎭⎫⎝⎛∂∂∂∂=∂∂∂x z y y x z 2.)()(2)(22222222222y x x y y x y y x +-=+-+-= （2）)ln(22y x x z ++=, 求: 22xz ∂∂.解: =∂∂x z22222211y x yx x y x x+=++++，⎪⎭⎫⎝⎛∂∂∂∂=∂∂x z x x z 22.)()(22123232222y x x y x x +-=+-= （3）设,),,(222zx yz xy z y x f ++= 求 : )1,0,2(),1,0,0(zzx xx f f .解: ,2),,(2zx y z y x f x += ,2),,(z z y x f xx = .2)1,0,0(=xx f,2),,(2x yz z y x f z +=,0),,(,2),,(==z y x f y z y x f zzx zz .0)1,0,2(=zzx f 11、验证nx ey tkn sin 2-=满足: 22x y k t y ∂∂=∂∂. 证. =∂∂t y nx e kn t kn sin 22--，=∂∂x y ,cos 2nx ne t kn -=∂∂22xy ,sin 22nx e n t kn --所以22x y k t y ∂∂=∂∂. 12、求下列函数的全微分：(1) 22yx y z +=;gT g l T l ∂∂+∂∂解: =∂∂x z,)(22322y x xy +-=∂∂y z =++-+2222222y x y x y y x ,)(23222y x x + dy y zdx x z dz ∂∂+∂∂=.)()(2322y x ydx xdy x +-= (2) zx y z x y u -+=; 解: dz z u dy y u dx x u du ∂∂+∂∂+∂∂=dz z x y dy y z x dx z x y ⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛++⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛-+⎪⎭⎫⎝⎛--=222111. (3) 求函数)1ln(22y x z ++=当2,1==y x 时的全微分. 解: dy y z dx x z dz ∂∂+∂∂=22122y x ydy xdx +++=，.32642)2,1(dydx dy dx dz +=+= 13、求函数 z =xy,当x =2,y =1, △x = 0.1, △y = -0.2时的全增量和全微分。

第8章多元函数微分法及其应用习题 8- (3)

ρ
= lim
Δx ⋅ Δy ( Δx ) 2 + ( Δy ) 2 ( Δ x ) 2 + ( Δy ) 2 Δx ⋅ Δy ⎡(Δx) 2 + (Δy )2 ⎤ 2 ⎣ ⎦
1
3
Δx → 0 Δy → 0
= lim
Δx →0 Δy →0
,
让点 (Δx, Δy ) 沿直线 Δy = Δx 趋于点 (0,0) , 即 Δy = Δx → 0 , 得
第三节
多元函数的全微分
习题 8-3
1.
求下列函数的全微分: x− y ; (1) z = x+ y
(2)
z = arctan e xy ;
u = x yz ;
(3)
解
u = ln x 2 + y 2 + z 2 ; (1) 因为
(4)
2y ∂z ( x + y ) − ( x − y ) = = , 2 ∂x ( x + y) ( x + y )2 ∂z −( x + y ) − ( x − y ) −2 x = = , 2 ∂y ( x + y) ( x + y)2 dz = 2y 2x ∂z ∂z dx + dy = dx − dy 2 ∂x ∂y ( x + y) ( x + y )2 2 = ( ydx − xdy ) . ( x + y)2 1 e xy y ∂z xy e y = ⋅ ⋅ = , ∂x 1 + (e xy )2 1 + e2 xy4Βιβλιοθήκη 因为(4)所以
∂u ∂u ∂u = yzx yz −1 , = zx yz ln x , = yx yz ln x , ∂x ∂z ∂y ∂u ∂u ∂u dx + dy + dz = yzx yz −1dx + zx yz ln xdy + yx yz ln xdz . ∂x ∂y ∂z

多元函数的基本概念

fx
, cos
fy

1
f
2 x

f
2 y

1
f
2 x

f
2 y
cos r
1
1
f
2 x

f
2 y
有 cos2 cos2 cos2 r 1
注意：根号前要取“+”号都取“+”号，表示法线的一个方向。
根号前要取“-? 号都取“-? 号，表示法线的另一个方向。
6. 求多元函数极值
（x-tx00）
y（ty0）0
z z0
（ t0）
法平面方程：（ t0 )(x-x0）+(t0 )(y-y0 ) (z z0 ) 0
若曲线为
F (x, y, z) 0 G(x, y, z) 0
曲线的切向量为
T

Fy

Gy
Fz , Fz Gz M Gz
Fx , Fx Gx M Gx
Fy
Gy
M

高等数学（XAUAT）
切线：
x x0 Fy Fz
y y0 Fz Fx
z z0 Fx Fy
Gy Gz M Gz Gx M Gx Gy M
法平面：Fy Gy
Fz Gz
M
x

x0

Fz Gz
Fx Gx
M

y

y0

Fx Gx
高等数学（XAUAT）
c.
如果方程组
F（x，y，u，v）=0 G（x，y，u，v）=0
满足隐函数存
在定理条件则方程组可确定u, v是x, y的函数，这时，

0809习题课(第8章多元函数微分法及其应用)

练习解答或提示
六、求螺旋线 x = a cosθ , y = a sinθ , z = bθ 在点(a ,0,0) t 曲 t t
处的切线与法平面方程 .
t x′ = −asinθ , y′ = acosθ , t
(a,0,0) →θ = 0, T t
(a,0,0)
z′ = b,
= (0, a, b),
练习解答或提示
∂z ∂ z 五、设 x = e cos v , y = e sin v , z = uv ,求 , . ∂ x , ∂y Qzx = vux + uvx , z y = vuy + uv y ,
u u
1 = eu cos v ⋅ ux − eu sinv ⋅ vx 0 = eu sinv ⋅ ux + eu cos v ⋅ vx
∂z ∂ z 五、设 x = e cos v , y = e sin v , z = uv ,求 , . ∂ x , ∂y
u u
六、求螺旋线 x = a cosθ , y = a sinθ , z = bθ 在点(a ,0,0) 处的切线与法平面方程 . 七、求曲面 x + y + z = 1在点 1,2,−2)处切平面方程. ( 八、求函数z = f ( x, y) = x2 − xy + y2的极值.
( ∴在点 0,0)处: AC − B2 = 3 > 0, 且A = 2 > 0,
∴函数有极小值 f (0,0) = 0.
所确定的函数 , 求 du. ∂z ∂z ′ ux = f1 + f2 ⋅ , uy = f2 ⋅ , 令F( x, y, z) = z − x − yϕ(z), ′ ′ ∂y ∂x Fy Fx 1 ∂z ∂z ϕ(z) , , =− = =− = Fz 1 − yϕ′(z) ∂y Fz 1 − yϕ′(z) ∂x