多元函数微分学习题课

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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。

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