设 z = f(x^2 - y^2, e^xy),其中 f 具有连续偏导数,则 z_y = ( )A、2yf_1' + xe^xy f_2'B、-2yf_1' + xe^xy f_2'C、2yf_1' + e^xy f_2'D、-2yf_1' - xe^xy f_2'
设 $z = f(x^2 - y^2, e^{xy})$,其中 $f$ 具有连续偏导数,则 $z_y = ($ $)$ A、$2yf_1' + xe^{xy} f_2'$ B、$-2yf_1' + xe^{xy} f_2'$ C、$2yf_1' + e^{xy} f_2'$ D、$-2yf_1' - xe^{xy} f_2'$
题目解答
答案
我们来逐步分析这个题目。
题目给出:
设 $ z = f(x^2 - y^2, e^{xy}) $,其中 $ f $ 是一个具有连续偏导数的二元函数。
要求的是 $ z_y = \frac{\partial z}{\partial y} $。
第一步:变量替换
令
- $ u = x^2 - y^2 $
- $ v = e^{xy} $
那么
$z = f(u, v)$
我们要计算的是 $ \frac{\partial z}{\partial y} $,即 $ z $ 对 $ y $ 的偏导数。
由于 $ f $ 是关于 $ u $ 和 $ v $ 的函数,而 $ u $ 和 $ v $ 又都是 $ x $ 和 $ y $ 的函数,因此需要用多元复合函数求导法则(链式法则):
$\frac{\partial z}{\partial y} = \frac{\partial f}{\partial u} \cdot \frac{\partial u}{\partial y} + \frac{\partial f}{\partial v} \cdot \frac{\partial v}{\partial y}$
我们通常记:
- $ f_1' = \frac{\partial f}{\partial u} $:表示 $ f $ 对第一个变量的偏导
- $ f_2' = \frac{\partial f}{\partial v} $:表示 $ f $ 对第二个变量的偏导
第二步:计算中间变量对 $ y $ 的偏导
-
$ u = x^2 - y^2 $
$\frac{\partial u}{\partial y} = -2y$ -
$ v = e^{xy} $
$\frac{\partial v}{\partial y} = \frac{\partial}{\partial y}(e^{xy}) = e^{xy} \cdot \frac{\partial (xy)}{\partial y} = e^{xy} \cdot x = x e^{xy}$
第三步:代入链式法则公式
$\frac{\partial z}{\partial y} = f_1' \cdot (-2y) + f_2' \cdot (x e^{xy})$
即:
$z_y = -2y f_1' + x e^{xy} f_2'$
第四步:对照选项
选项如下:
A、$ 2y f_1' + x e^{xy} f_2' $
B、$ -2y f_1' + x e^{xy} f_2' $
C、$ 2y f_1' + e^{xy} f_2' $
D、$ -2y f_1' - x e^{xy} f_2' $
我们算出的结果是:
$-2y f_1' + x e^{xy} f_2'$
对应选项 B
✅ 最终答案:
$\boxed{\text{B}}$