首页 理论教育二元隐函数偏导及二阶偏导计算

二元隐函数偏导及二阶偏导计算

【摘要】:【主要内容】1.二元隐函数偏导数的计算设二元函数z=z(x,y)由方程F(x,y,z)=0确定,则称z=z(x,y)是二元隐函数.它的偏导数可按以下步骤计算:(1)所给方程两边对x(或y)求偏导数(此时应注意z是关于x与y的二元函数)得;(2)解上述以为未知数的方程,即得注 关于方程F(x,y,z)=0确定隐函数z=z(x,y)有以下的隐函数定理:设F(x,y,z)在点(x0,y0,z0)的某个邻

【主要内容】

1.二元隐函数偏导数的计算

设二元函数z=zxy)由方程Fxyz)=0确定,则称z=zxy)是二元隐函数.它的偏导数可按以下步骤计算:

(1)所给方程两边对x(或y)求偏导数(此时应注意z是关于xy的二元函数)得978-7-111-46245-3-Part01-1571.jpg

(2)解上述以978-7-111-46245-3-Part01-1572.jpg为未知数的方程,即得978-7-111-46245-3-Part01-1573.jpg

注 关于方程Fxyz)=0确定隐函数z=zxy)有以下的隐函数定理:

Fxyz)在点(x0y0z0)的某个邻域内有连续偏导数,并且Fx0y0z0)=0,Fzx0y0z0)≠0,则方程Fxyz)=0在点(x0y0z0)的某个邻域内确定唯一的具有连续偏导数的函数z=zxy),它还满足z0=zx0y0)及Fxyzxy))≡0.

2.二元隐函数二阶偏导数的计算

二元隐函数的二阶偏导数,可以对已求得的一阶偏导数再求偏导数得到.

【典型例题】(www.chuimin.cn)

例3.4.1 设二元函数z=zxy)由方程978-7-111-46245-3-Part01-1574.jpg确定,求978-7-111-46245-3-Part01-1575.jpg

精解 所给方程两边求全微分978-7-111-46245-3-Part01-1576.jpg

978-7-111-46245-3-Part01-1577.jpg

所以,978-7-111-46245-3-Part01-1578.jpg978-7-111-46245-3-Part01-1579.jpg

注 由于本题需计算978-7-111-46245-3-Part01-1580.jpg,所以不是从对所给方程两边分别求关于x和关于y的偏导数入手,而是从对所给方程两边求全微分入手.

例3.4.2 设二元函数z=zxy)由方程fx+yy+z)=0确定,其中,函数fuv)具有二阶连续偏导数,且fv≠0.zxx.

精解 由二元隐函数求偏导数方法先算出zx,然后计zxx.

u=x+yv=y+z,在所给方程两边对x求偏导数得fu+fv′zx=0, 即978-7-111-46245-3-Part01-1581.jpg

于是,978-7-111-46245-3-Part01-1582.jpg978-7-111-46245-3-Part01-1583.jpg978-7-111-46245-3-Part01-1584.jpg