题目
设函数f(x,y)具有一阶连续偏导数,且 (x,y)=y(e)^ydx+x(1+y)(e)^ydy (0,0)=0, 则-|||-f(x,y)= __
题目解答
答案
解析
考查要点:本题主要考查全微分求原函数的方法,涉及偏积分和积分常数的确定。
解题核心思路:
- 分解全微分:将已知的全微分分解为对$x$和$y$的偏导数。
- 逐次积分:先对$x$积分得到$f(x,y)$的表达式(含任意函数),再对$y$求偏导并与题目给定的偏导数比较,确定任意函数。
- 应用初始条件:利用$f(0,0)=0$确定积分常数。
破题关键点:
- 偏积分的顺序:先对$x$积分,再对$y$求导,通过比较确定任意函数。
- 任意函数的性质:若积分过程中出现的任意函数对另一变量的导数为零,则该函数为常数。
-
分解偏导数
由全微分定义:
$\frac{\partial f}{\partial x} = y e^y, \quad \frac{\partial f}{\partial y} = x(1+y)e^y.$ -
对$x$积分
对$\frac{\partial f}{\partial x} = y e^y$关于$x$积分:
$f(x,y) = \int y e^y \, dx + \varphi(y) = x y e^y + \varphi(y).$ -
对$y$求偏导并比较
对$f(x,y) = x y e^y + \varphi(y)$关于$y$求导:
$\frac{\partial f}{\partial y} = x e^y + x y e^y + \varphi'(y).$
根据题目条件$\frac{\partial f}{\partial y} = x(1+y)e^y$,得:
$x e^y + x y e^y + \varphi'(y) = x(1+y)e^y.$
比较后可知$\varphi'(y) = 0$,因此$\varphi(y) = C$(常数)。 -
应用初始条件
代入$f(0,0) = 0$:
$0 \cdot 0 \cdot e^0 + C = 0 \implies C = 0.$ -
最终结果
$f(x,y) = x y e^y.$