题目
设 f(z) = xy^2 + ix^2y,则 f'(z) 是()A. y^2B. 2xyC. y^2 + i2xyD. 2xyi
设 $f(z) = xy^2 + ix^2y$,则 $f'(z)$ 是()
A. $y^2$
B. $2xy$
C. $y^2 + i2xy$
D. $2xyi$
题目解答
答案
C. $y^2 + i2xy$
解析
本题考查复变函数可导性的判断及求导公式的应用。解题思路是先判断函数$f(z)$是否可导,若可导再根据求导公式计算$f^\prime(z)$。
- 设$f(z)=u(x,y)+iv(x,y)$,对于给定的函数$f(z) = xy^2 + ix^2y$,可得$u(x,y)=xy^2$,$v(x,y)=x^2y$。
- 计算$u(x,y)$和$v(x,y)$的偏导数:
- 根据求导公式$(X^n)^\prime=nX^{n - 1}$,对$u(x,y)=xy^2$关于$x$求偏导数,把$y$看作常数,可得$u_x=\frac{\partial u}{\partial x}=y^2$。
- 对$u(x,y)=xy^2$关于$y$求偏导数,把$x$看作常数,可得$u_y=\frac{\partial u}{\partial y}=2xy$。
- 对$v(x,y)=x^2y$关于$x$求偏导数,把$y$看作常数,可得$v_x=\frac{\partial v}{\partial x}=2xy$。
- 对$v(x,y)=x^2y$关于$y$求偏导数,把$x$看作常数,可得$v_y=\frac{\partial v}{\partial y}=x^2$。
- 验证柯西 - 黎曼方程$u_x = v_y$且$u_y = -v_x$是否成立:
- 由前面计算可知$u_x = y^2$,$v_y = x^2$,$u_y = 2xy$,$-v_x = -2xy$。
- 当$x = 0$且$y = 0$时,$u_x = v_y = 0$且$u_y = -v_x = 0$,柯西 - 黎曼方程成立,所以函数$f(z)$仅在$z = 0$处可导。
- 当函数$f(z)$在某点可导时,求导公式为$f^\prime(z)=u_x + iv_x$。
- 把$u_x = y^2$,$v_x = 2xy$代入求导公式,可得$f^\prime(z)=y^2 + i2xy$。