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多元函数微分法和应用期末复习试题高等数学(下册)(上海电机学院)

来源:用户分享 时间:2025/5/28 12:04:07 本文由loading 分享 下载这篇文档手机版
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.

433535)到xoy平面的距离是

5566438585 点(?,?,)到xoy平面的距离是

55664335比较得:所求点是(,,)

556其中:点(,,xy23.证明极限lim2不存在

x?0x?y4y?0证明:当(x, y)沿着曲线y=x趋于(0, 0)时,

2y41xy2lim?lim2= y?0y4?y4x?0x?y42y?0当(x, y)沿着曲线2y=x趋于(0, 0)时,

22y42xy2lim?lim2= y?04y4?y4x?0x?y45y?0xy2所以,极限lim2不存在

x?0x?y4y?0?2z4.设z=xf (xy, e), 求

?x?yy解:

?z'=f?f1?xy ?x?2z'''''' =2xf1?eyf2?x2yf11?xyeyf12

?x?y5. 求曲线x= t-sint, y=1-cost, z=4sin方程

t?, 在点M(?1, 1, 22)处的切线及法平面22t'''解:因为xt=1-cost, yt=sint, zt=2cos

2而点M(

???1, 1, 22)所对应的参数为t= 22?点M的切向量T={1, 1, 2}

x?1?故点M处的切线方程为

?2?y?1?z?22 112 . . .

.

点M处法平面方程为: x+y+2z=

?2?4

6. 求曲面ez?z?xy?3在点(2, 1, 0)处的切平面方程及法线方程 解:令F(x, y, z)= ez?z?xy?3

则Fx?y,Fy?x,Fz?e?1

故Fx(2,1,0)?1,Fy(2,1,0)?2,Fz(2,1,0)?0 因此:点(2, 1, 0)处的切平面方程为x-2+2(y-1)=0,即:x+2y-4=0

''''''xx?2y?1??? 点(2, 1, 0)处的法线方程为?12

?z?0?7. 已知z=ysin(x+y),求全微分dz及梯度gradz 解:

?z?z?sin(x?y)?ycos(x?y) ?ycos(x?y), ?y?x 故:dz=[ycos(x+y)]dx+[sin(x+y)+ycos(x+y)]dy

gradz=( ycos(x+y), sin(x+y)+ycos(x+y)) 8. 设直线l:??x?y?b?0在平面?上,而平面?与曲面z?x2?y2相切于点

?x?ay?z?3?0M(1, -2, 5), 求a,b之值

解:点M处曲面的法向量n={2x, 2y, -1}M={2,-4,-1} 点M处切平面方程为2(x-1)-4(y+2)-(z-5)=0

即: 2x-4y-z-5=0, 此即平面?之方程 由直线l可得y=-x-b, z=x-a(x+b)-3 代入?得: (5+a)x+4b+ab-2=0

解得: a=-5, b=-2

x?2z9.设函数z=f (u, v), 则u, v具有二阶连续偏导数,其中u=3x+2y, v=, 求

y?x?y解:

?z'1'=3f1?f2

y?xx23x1?2z'' =6f11?f22''?(?)f12''?f2'

?x?yyy2y3y2x6y610.lim是否存在?如果存在,等于多少?如果不存在,说明理由。

(x,y)?(0,0)(x2?y4)5解:不存在。

. . .

.

x6y6x9x6y6?lim???。 lim2?0。 lim245x?0(2x2)5x?0(x?y4)5x?0,y2?x(x?y)y?011.求u关于x,y,z的一阶偏导数:u?x 解:

zzz?u?u?u?zyz?1xylnx ?yzxy?1。 ?xyyzlnxlny ?y?x?zyz12、说明函数在何时取得极值,并求出该极值:z?(x?y?1) 解:函数定义域R2。因为z?0,故x?y?1?0时极小;无极大。

2??z?2(x?y?1)?0???x 解方程组?,可知函数驻点分布在直线x?y?1?0上。

??z??2(x?y?1)?0???y对于此直线上的点都有z?0。但是z?0恒成立。所以函数在直线x?y?1?0上的各点取得极小值z?0。

13.

(x,y)?(0,0)lim(x2?y2)x22y =

2解:

(x,y)?(0,0)lim(x2?y2)x2222y(x,y)?(0,0)lim2ex22yln(x2?y2)

而xyln(x?y)?212x?y2?ln(x2?y2) ?4120。故原式=e?1 (x?y2)2ln(x2?y2)?0,

?x,y??(0,0)4lim14.求u的一阶全微分:u?z

x2?y2解:du??2zdz(xdx?ydy)? 22222(x?y)x?y?x?tx?2在点M(1,2,-2)沿曲线?y?2t在此点的切线方向上的

x2?y2?z2?z??2t4?15、求函数u?方向导数。

?u解:??xy2?z2(x2?y2?z)322,

?u???yxy(x2?y2?z)322,

. . .

.

?u???zxz(x2?y2?z)322。

822,?, 272727148 曲线在该点切线方向余弦为,,?。

999在点(1,2,-2)它们的值分别是方向导数为

?u?l?M81242816g?(?)g?g(?)?? 27927927924316.

sin(xy)

(x,y)?(0,a)xlimsin(xy)sin(xy)gy=a =lim(x,y)?(0,a)(x,y)?(0,a)xyx解:

lim17.求由下式决定的隐函数z关于x和y的一阶偏导数:x?y?z?e解:等式两端对x求偏导数,得1?故

?(x?y?z)。

?z?z?e?(x?y?z)(?1?) ?x?x?z?z??1。利用对称性可得??1

?y?x2218.用拉格朗日法求条件极值:z?x?y,解:设F(x,y)?x?y??(?22xy??1(a?0,b?0) abxay?1),解方程组 b??F1?2x???0??xa?1??F?2y???0 ?b??y?xy???1?ab2a2b2ab2a2b,x?2,y?2 可得???2。

a?b2a?b2a?b2由于当x??或y??时都有z???。故函数只能在有限处取得极小值(最小)值:

ab2a2ba2b2,y?2当x?2时,函数取得极小(最小)值z?2 222a?ba?ba?b1?x2y?1sin(xy). 19.求极限lim32x?0xyy?0 . . .

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