2.设z=z(x,y)是由方程x=ln(z)/(y)确定的隐函数,则(partial z)/(partial x)=().A. 1B. e^xC. ye^xD. y
A. 1
B. $e^{x}$
C. $ye^{x}$
D. $y$
题目解答
答案
解析
本题考查隐函数求偏导数的知识。解题思路是先对给定的方程进行变形,然后通过隐函数求导法则或者直接对变形后的方程关于$x$求偏导数来计算$\frac{\partial z}{\partial x}$。
方法一:隐函数求导法则
已知方程$x = \ln\frac{z}{y}$,可将其变形为$x=\ln z-\ln y$。
设$F(x,y,z)=\ln z - \ln y - x$。
根据隐函数求导公式$\frac{\partial z}{\partial x}=-\frac{F_{x}}{F_{z}}$,分别求$F_{x}$和$F_{z}$:
- 对$F(x,y,z)$关于$x$求偏导数,此时$y$和$z$看作常数,根据求导公式$(\ln x)^\prime=\frac{1}{x}$,$(x^n)^\prime=nx^{n - 1}$可得:
$F_{x}=\frac{\partial F}{\partial x}=-1$ - 对$F(x,y,z)$关于$z$求偏导数,此时$x$和$y$看作常数,可得:
$F_{z}=\frac{\partial F}{\partial z}=\frac{1}{z}$
将$F_{x}=-1$和$F_{z}=\frac{1}{z}$代入隐函数求导公式$\frac{\partial z}{\partial x}=-\frac{F_{x}}{F_{z}}$可得:
$\frac{\partial z}{\partial x}=-\frac{-1}{\frac{1}{z}} = z$
又因为$x = \ln\frac{z}{y}$,变形可得$e^{x}=\frac{z}{y}$,即$z = ye^{x}$,所以$\frac{\partial z}{\partial x}=ye^{x}$。
方法二:直接求偏导数
由$x=\ln z-\ln y$,方程两边同时对$x$求偏导数,此时$y$看作常数。
根据求导公式$(\ln x)^\prime=\frac{1}{x}$,$(x^n)^\prime=nx^{n - 1}$可得:
$\frac{\partial x}{\partial x}=\frac{1}{z}\cdot\frac{\partial z}{\partial x}-\frac{1}{y}\cdot\frac{\partial y}{\partial x}$
因为$\frac{\partial x}{\partial x}=1$,$\frac{\partial y}{\partial x}=0$($y$看作常数),所以$1=\frac{1}{z}\cdot\frac{\partial z}{\partial x}$,即$\frac{\partial z}{\partial x}=z$。
再由$x = \ln\frac{z}{y}$,变形为$e^{x}=\frac{z}{y}$,得到$z = ye^{x}$,所以$\frac{\partial z}{\partial x}=ye^{x}$。