题目
23. (3.0分)由方程xyz+sqrt(x^2)+y^(2+z^2)=sqrt(2)确定的隐函数为z=f(x,y),则z=f(x,y)在点(1,0,-1)处的全微分dz=dx+sqrt(2)dy.A 对B 错
23. (3.0分)
由方程xyz+$\sqrt{x^{2}+y^{2}+z^{2}}=\sqrt{2}$确定的隐函数为
z=f(x,y),则z=f(x,y)在点(1,0,-1)处的全
微分dz=dx+$\sqrt{2}$dy.
A 对
B 错
题目解答
答案
为了确定由方程 $xyz + \sqrt{x^2 + y^2 + z^2} = \sqrt{2}$ 定义的隐函数 $z = f(x, y)$ 在点 $(1, 0, -1)$ 处的全微分 $dz$,我们需要遵循以下步骤:
1. **对隐函数进行全微分:**
给定的方程是:
\[
xyz + \sqrt{x^2 + y^2 + z^2} = \sqrt{2}
\]
我们对 $x$,$y$ 和 $z$ 进行全微分:
\[
d(xyz) + d(\sqrt{x^2 + y^2 + z^2}) = d(\sqrt{2})
\]
由于 $\sqrt{2}$ 是一个常数,其微分 $d(\sqrt{2}) = 0$。因此,我们有:
\[
d(xyz) + d(\sqrt{x^2 + y^2 + z^2}) = 0
\]
2. **计算 $d(xyz)$:**
使用乘积法则,我们得到:
\[
d(xyz) = yz \, dx + xz \, dy + xy \, dz
\]
3. **计算 $d(\sqrt{x^2 + y^2 + z^2})$:**
设 $u = x^2 + y^2 + z^2$。那么 $\sqrt{x^2 + y^2 + z^2} = \sqrt{u}$。使用链式法则,我们得到:
\[
d(\sqrt{u}) = \frac{1}{2\sqrt{u}} \, du
\]
其中 $du = 2x \, dx + 2y \, dy + 2z \, dz$。因此:
\[
d(\sqrt{x^2 + y^2 + z^2}) = \frac{1}{2\sqrt{x^2 + y^2 + z^2}} (2x \, dx + 2y \, dy + 2z \, dz) = \frac{x \, dx + y \, dy + z \, dz}{\sqrt{x^2 + y^2 + z^2}}
\]
4. **将 $d(xyz)$ 和 $d(\sqrt{x^2 + y^2 + z^2})$ 代回全微分方程:**
\[
yz \, dx + xz \, dy + xy \, dz + \frac{x \, dx + y \, dy + z \, dz}{\sqrt{x^2 + y^2 + z^2}} = 0
\]
5. **在点 $(1, 0, -1)$ 处求解 $dz$:**
将 $x = 1$,$y = 0$ 和 $z = -1$ 代入方程:
\[
(0)(-1) \, dx + (1)(-1) \, dy + (1)(0) \, dz + \frac{1 \, dx + 0 \, dy + (-1) \, dz}{\sqrt{1^2 + 0^2 + (-1)^2}} = 0
\]
简化各项:
\[
0 \, dx - 1 \, dy + 0 \, dz + \frac{dx - dz}{\sqrt{2}} = 0
\]
合并同类项:
\[
-dy + \frac{dx}{\sqrt{2}} - \frac{dz}{\sqrt{2}} = 0
\]
重新排列以求解 $dz$:
\[
-\frac{dz}{\sqrt{2}} = dy - \frac{dx}{\sqrt{2}}
\]
\[
dz = -\sqrt{2} \left( dy - \frac{dx}{\sqrt{2}} \right)
\]
\[
dz = -\sqrt{2} \, dy + dx
\]
\[
dz = dx - \sqrt{2} \, dy
\]
6. **与给定的全微分进行比较:**
给定的全微分是 $dz = dx + \sqrt{2} \, dy$。我们找到的全微分是 $dz = dx - \sqrt{2} \, dy$。
由于我们找到的全微分与给定的全微分不同,答案是:
\[
\boxed{B}
\]