题目
1.单选题(4分) 设z=f(x,y)是由方程xyz+sqrt(x^2)+y^(2+z^2)=sqrt(2)确定,则在点(1,0,-1)处的dz=()A. dx+dyB. dx+sqrt(2)dyC. sqrt(2)dx+sqrt(2)dyD. dx-sqrt(2)dy
1.单选题(4分) 设z=f(x,y)是由方程xyz+$\sqrt{x^{2}+y^{2}+z^{2}}=\sqrt{2}$确定,则在点(1,0,-1)处的dz=()
A. dx+dy
B. dx+$\sqrt{2}dy$
C. $\sqrt{2}dx+\sqrt{2}dy$
D. dx-$\sqrt{2}dy$
题目解答
答案
D. dx-$\sqrt{2}dy$
解析
本题考查隐函数求全微分的知识。解题思路是先对给定的方程两边求全微分,然后将点$(1,0,-1)$代入求出$dz$。
- 对给定方程$xyz + \sqrt{x^{2}+y^{2}+z^{2}} = \sqrt{2}$两边求全微分:
- 根据全微分的四则运算法则$d(uv)=udv + vdu$,对$xyz$求全微分得:
- $d(xyz)=xy dz+xz dy+yz dx$。
- 根据复合函数求全微分法则$d(f(u)) = f^\prime(u)du$,对$\sqrt{x^{2}+y^{2}+z^{2}}$求全微分,令$u = x^{2}+y^{2}+z^{2}$,则$d(\sqrt{u})=\frac{1}{2\sqrt{u}}du$,所以$d(\sqrt{x^{2}+y^{2}+z^{2}})=\frac{1}{2\sqrt{x^{2}+y^{2}+z^{2}}}(2x dx + 2y dy+2z dz)=\frac{x dx + y dy+z dz}{\sqrt{x^{2}+y^{2}+z^{2}}}$。
- 方程右边$d(\sqrt{2}) = 0$。
- 那么原方程两边求全微分后为:$xy dz+xz dy+yz dx+\frac{x dx + y dy+z dz}{\sqrt{x^{2}+y^{2}+z^{2}}}=0$。
- 根据全微分的四则运算法则$d(uv)=udv + vdu$,对$xyz$求全微分得:
- 将点$(1,0,-1)$代入上式:
- 把$x = 1$,$y = 0$,$z = -1$代入$xy dz+xz dy+yz dx+\frac{x dx + y dy+z dz}{\sqrt{x^{2}+y^{2}+z^{2}}}=0$中,得到:
- $1\times0\times dz+1\times(-1) dy+0\times(-1) dx+\frac{1\times dx + 0\times dy+(-1) dz}{\sqrt{1^{2}+0^{2}+(-1)^{2}}}=0$。
- 化简可得:$-dy+\frac{dx - dz}{\sqrt{2}} = 0$。
- 把$x = 1$,$y = 0$,$z = -1$代入$xy dz+xz dy+yz dx+\frac{x dx + y dy+z dz}{\sqrt{x^{2}+y^{2}+z^{2}}}=0$中,得到:
- 求解$dz$:
- 对$-dy+\frac{dx - dz}{\sqrt{2}} = 0$进行移项可得:$\frac{dx - dz}{\sqrt{2}}=dy$。
- 两边同时乘以$\sqrt{2}$得:$dx - dz=\sqrt{2}dy$。
- 进一步移项得到:$dz = dx-\sqrt{2}dy$。