题目
1.41 若函数z=z(x,y)的全微分dz=sinydx+xcosydy,则二阶偏导数(partial^2z)/(partial xpartial y)=()A. -sinxB. sin yC. cosxD. cosy
1.41 若函数z=z(x,y)的全微分dz=sinydx+xcosydy,则二阶偏导数$\frac{\partial^{2}z}{\partial x\partial y}$=()
A. -sinx
B. sin y
C. cosx
D. cosy
题目解答
答案
D. cosy
解析
考查要点:本题主要考查全微分与偏导数的关系,以及二阶混合偏导数的计算方法。
解题核心思路:
- 根据全微分表达式确定一阶偏导数:利用全微分公式 $dz = \frac{\partial z}{\partial x}dx + \frac{\partial z}{\partial y}dy$,直接比较系数得到 $\frac{\partial z}{\partial x}$ 和 $\frac{\partial z}{\partial y}$。
- 计算二阶混合偏导数:通过两种方式验证结果的一致性(对 $\frac{\partial z}{\partial x}$ 先对 $y$ 求导,或对 $\frac{\partial z}{\partial y}$ 先对 $x$ 求导),确保计算正确。
破题关键点:
- 正确识别全微分中的偏导数项。
- 掌握二阶混合偏导数的连续性条件(Clairaut定理),即若二阶偏导数连续,则 $\frac{\partial^2 z}{\partial x \partial y} = \frac{\partial^2 z}{\partial y \partial x}$。
-
确定一阶偏导数
根据全微分公式 $dz = \frac{\partial z}{\partial x}dx + \frac{\partial z}{\partial y}dy$,与题目给出的 $dz = \sin y \, dx + x \cos y \, dy$ 对比,可得:
$\frac{\partial z}{\partial x} = \sin y, \quad \frac{\partial z}{\partial y} = x \cos y.$ -
计算二阶混合偏导数 $\frac{\partial^2 z}{\partial x \partial y}$
- 方法一:对 $\frac{\partial z}{\partial x} = \sin y$ 先对 $y$ 求导:
$\frac{\partial}{\partial y} \left( \sin y \right) = \cos y.$ - 方法二:对 $\frac{\partial z}{\partial y} = x \cos y$ 先对 $x$ 求导:
$\frac{\partial}{\partial x} \left( x \cos y \right) = \cos y.$
两种方法结果一致,均为 $\cos y$。
- 方法一:对 $\frac{\partial z}{\partial x} = \sin y$ 先对 $y$ 求导: