题目
例1 求函数 =(e)^x+2y 的所有二阶偏导数和 dfrac ({a)^3z}(partial ypartial {x)^2}

题目解答
答案

解析
考查要点:本题主要考查多元函数的高阶偏导数计算,特别是二阶偏导数和特定三阶偏导数的求解。需要掌握复合函数求导法则和混合偏导数的计算顺序。
解题核心思路:
- 分步求导:先计算一阶偏导数,再逐次求二阶偏导数,最后处理三阶偏导数。
- 注意变量区分:对某一变量求导时,其他变量视为常数。
- 混合偏导数验证:利用Clairaut定理(若函数足够光滑,混合偏导数相等)简化计算。
破题关键点:
- 指数函数的导数特性:$e^{x+2y}$的导数仍保持原函数形式,仅系数可能变化。
- 求导顺序:三阶偏导数$\dfrac{\partial^3 z}{\partial y \partial x^2}$需先对$x$求两次导,再对$y$求导。
一阶偏导数
- 对$x$求导:
$\dfrac{\partial z}{\partial x} = e^{x+2y}$ - 对$y$求导:
$\dfrac{\partial z}{\partial y} = 2e^{x+2y}$
二阶偏导数
- $\dfrac{\partial^2 z}{\partial x^2}$:
$\dfrac{\partial}{\partial x} \left( e^{x+2y} \right) = e^{x+2y}$ - $\dfrac{\partial^2 z}{\partial x \partial y}$:
$\dfrac{\partial}{\partial y} \left( e^{x+2y} \right) = 2e^{x+2y}$ - $\dfrac{\partial^2 z}{\partial y \partial x}$:
$\dfrac{\partial}{\partial x} \left( 2e^{x+2y} \right) = 2e^{x+2y}$ - $\dfrac{\partial^2 z}{\partial y^2}$:
$\dfrac{\partial}{\partial y} \left( 2e^{x+2y} \right) = 4e^{x+2y}$
三阶偏导数 $\dfrac{\partial^3 z}{\partial y \partial x^2}$
- 先求$\dfrac{\partial^2 z}{\partial x^2}$:
$\dfrac{\partial^2 z}{\partial x^2} = e^{x+2y}$ - 再对$y$求导:
$\dfrac{\partial}{\partial y} \left( e^{x+2y} \right) = 2e^{x+2y}$