题目
13.4 设函数f与g均可微,z=f[xy,lnx+g(xy)],则x(partial z)/(partial x)-y(partial z)/(partial y)=( )。A. f_(1)^primeB. f_(2)^primeC. f_(1)^prime+f_(2)^primeD. .
13.4 设函数f与g均可微,z=f[xy,lnx+g(xy)],则$x\frac{\partial z}{\partial x}-y\frac{\partial z}{\partial y}=$( )。
A. f$_{1}^{\prime}$
B. f$_{2}^{\prime}$
C. f$_{1}^{\prime}+f_{2}^{\prime}$
D. .
题目解答
答案
B. f$_{2}^{\prime}$
解析
考查要点:本题主要考查多元复合函数的偏导数计算,以及代数运算中的项抵消规律。关键在于正确应用链式法则,准确计算各偏导数,并在代数运算中识别出可以抵消的项。
解题核心思路:
- 变量替换:将复合函数中的中间变量明确写出(如$u=xy$,$v=\ln x + g(xy)$),简化求导过程。
- 链式法则应用:分别对$x$和$y$求偏导,注意每个中间变量对$x$、$y$的依赖关系。
- 代数化简:将$x\frac{\partial z}{\partial x}$和$y\frac{\partial z}{\partial y}$展开后,通过观察项的结构,发现大部分项会相互抵消,最终仅剩$f_2'$。
破题关键点:
- 识别中间变量:正确拆分$z=f(u,v)$的结构。
- 偏导数符号处理:在展开表达式时,注意负号对所有项的影响。
- 抵消规律:通过代数运算发现$f_1'$项和含$xyg'(xy)$的项相互抵消,简化结果。
设中间变量$u = xy$,$v = \ln x + g(xy)$,则$z = f(u, v)$。根据链式法则,计算偏导数:
$\frac{\partial z}{\partial x}$
- $u$对$x$的偏导:$\frac{\partial u}{\partial x} = y$
- $v$对$x$的偏导:$\frac{\partial v}{\partial x} = \frac{1}{x} + g'(xy) \cdot y$
- 组合得:
$\frac{\partial z}{\partial x} = f_1' \cdot y + f_2' \left( \frac{1}{x} + g'(xy) \cdot y \right)$
$\frac{\partial z}{\partial y}$
- $u$对$y$的偏导:$\frac{\partial u}{\partial y} = x$
- $v$对$y$的偏导:$\frac{\partial v}{\partial y} = g'(xy) \cdot x$
- 组合得:
$\frac{\partial z}{\partial y} = f_1' \cdot x + f_2' \cdot g'(xy) \cdot x$
计算$x\frac{\partial z}{\partial x} - y\frac{\partial z}{\partial y}$
- 展开$x\frac{\partial z}{\partial x}$:
$x \left[ f_1' \cdot y + f_2' \left( \frac{1}{x} + g'(xy) \cdot y \right) \right] = f_1' \cdot xy + f_2' \left( 1 + xy g'(xy) \right)$ - 展开$y\frac{\partial z}{\partial y}$:
$y \left[ f_1' \cdot x + f_2' \cdot g'(xy) \cdot x \right] = f_1' \cdot xy + f_2' \cdot xy g'(xy)$ - 相减并化简:
$\begin{aligned} & f_1' \cdot xy + f_2' \left( 1 + xy g'(xy) \right) - \left( f_1' \cdot xy + f_2' \cdot xy g'(xy) \right) \\ &= f_1' \cdot xy - f_1' \cdot xy + f_2' \cdot 1 + f_2' \cdot xy g'(xy) - f_2' \cdot xy g'(xy) \\ &= f_2' \end{aligned}$