题目
39. (2.0分) z=arctan(y)/(x) 的偏导数 (partial z)/(partial x)=(2x)/(x^2)+y^(2)A. 对B. 错
39. (2.0分) $z=\arctan\frac{y}{x}$ 的偏导数 $\frac{\partial z}{\partial x}=\frac{2x}{x^{2}+y^{2}}$
A. 对
B. 错
题目解答
答案
B. 错
解析
本题考查多元函数偏导数的计算。解题思路是根据偏导数的定义和求导公式,对函数$z = \arctan\frac{y}{x}$关于$x$求偏导数,然后将计算结果与题目所给的偏导数进行比较。
- 首先,设$u=\frac{y}{x}$,则$z = \arctan u$。
- 根据复合函数求导法则$\frac{\partial z}{\partial x}=\frac{dz}{du}\cdot\frac{\partial u}{\partial x}$。
- 然后,求$\frac{dz}{du}$:
- 对于$z = \arctan u$,根据求导公式$(\arctan x)^\prime=\frac{1}{1 + x^{2}}$,可得$\frac{dz}{du}=\frac{1}{1 + u^{2}}$。
- 接着,求$\frac{\partial u}{\partial x}$:
- 因为$u=\frac{y}{x}=y\cdot x^{-1}$,根据求导公式$(x^n)^\prime=nx^{n - 1}$,对$u$关于$x$求偏导数,此时$y$看作常数,则$\frac{\partial u}{\partial x}=y\cdot(-1)\cdot x^{-2}=-\frac{y}{x^{2}}$。
- 最后,计算$\frac{\partial z}{\partial x}$:
- 将$\frac{dz}{du}=\frac{1}{1 + u^{2}}$和$\frac{\partial u}{\partial x}=-\frac{y}{x^{2}}$代入$\frac{\partial z}{\partial x}=\frac{dz}{du}\cdot\frac{\partial u}{\partial x}$中,得到$\frac{\partial z}{\partial x}=\frac{1}{1 + (\frac{y}{x})^{2}}\cdot(-\frac{y}{x^{2}})$。
- 对$\frac{1}{1 + (\frac{y}{x})^{2}}\cdot(-\frac{y}{x^{2}})$进行化简:
- 先将$\frac{1}{1 + (\frac{y}{x})^{2}}$通分,$1+(\frac{y}{x})^{2}=\frac{x^{2}+y^{2}}{x^{2}}$,则$\frac{1}{1 + (\frac{y}{x})^{2}}=\frac{x^{2}}{x^{2}+y^{2}}$。
- 所以$\frac{\partial z}{\partial x}=\frac{x^{2}}{x^{2}+y^{2}}\cdot(-\frac{y}{x^{2}})=-\frac{y}{x^{2}+y^{2}}$。
- 而题目中给出的偏导数是$\frac{\partial z}{\partial x}=\frac{2x}{x^{2}+y^{2}}$,与我们计算的结果$-\frac{y}{x^{2}+y^{2}}$不相等。