高等数学(1)证明方程sin z =(x^2)yz在点(0,0,0)附近能确定可微的隐函数z=f(x,y) (2)求偏导数

来源:学生作业帮助网 编辑:作业帮 时间:2024/05/07 00:07:06
高等数学(1)证明方程sin z =(x^2)yz在点(0,0,0)附近能确定可微的隐函数z=f(x,y) (2)求偏导数

高等数学(1)证明方程sin z =(x^2)yz在点(0,0,0)附近能确定可微的隐函数z=f(x,y) (2)求偏导数
高等数学(1)证明方程sin z =(x^2)yz在点(0,0,0)附近能确定可微的隐函数z=f(x,y) (2)求偏导数

高等数学(1)证明方程sin z =(x^2)yz在点(0,0,0)附近能确定可微的隐函数z=f(x,y) (2)求偏导数
sinz = x² yz;  g(x,y,z)=sinz-x²yz=0;满足以下三条件:

g'(x)=2xyz,g'(y)=-x²z,g'(z)=cosz-x²y    在(x0,y0,z0)邻域内连续;本题:(x0y0z0)=(000)

g(x0,y0,z0)=0

g'(z)(x0,y0,z0)=1≠0
则在(x0,y0,z0)的某一个邻域内有唯一的单值函数z=f(x,y)存在,且具如下性质:
g[x,y,f(x,y)]=0, f(x0,y0)=z0
f(x,y)连续
f(x,y)有连续的偏导数:
z 'x=-g 'x/g 'z;z 'y=-g 'y/g 'z
这是多变量隐函数存在定理,证明比较复杂,可查有关书籍.

下面求偏导数:
z'x=-g'x/g'z=-2xyz/(cosz-x²y)    z'x(0,0,0)=0;
z'y=-g'y/g'z=-x²z/(cosz-x²y)      z'y(0,0,0)=0.

设F(x,y,z)=sinz-(x^2)yz
(1)1.F(0,0,0)=0,
2.∂F/∂x=yz, ∂F/∂y=-(x^2)z ∂F/∂z=-(x^2)y连续
3.当x.y≠0时,∂F/∂z=-(x^2)y≠0
故由隐函数存在定理,在点(0,0,0)...

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设F(x,y,z)=sinz-(x^2)yz
(1)1.F(0,0,0)=0,
2.∂F/∂x=yz, ∂F/∂y=-(x^2)z ∂F/∂z=-(x^2)y连续
3.当x.y≠0时,∂F/∂z=-(x^2)y≠0
故由隐函数存在定理,在点(0,0,0)附近能确定可微的隐函数z=f(x,y)
(2).∂z/∂x=-(∂F/∂x)/(∂F/∂z)=-yz/(-(x^2)y)=z/(x^2)
∂z/∂y=-(∂F/∂y)/(∂F/∂z)=(x^2)z/(-(x^2)y)=-z/y

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本题第一问根据全微分条件(详见参考资料)来证明,而该条件用到全微分,全微分式中包含偏导数式,因此我们先求第二问。
(2)原等式两端同时对x求偏导数得:
Z'x*cosZ=2xyZ+x^2*y*Z'x
移项整理得:Z'x=2xy*Z/(cosZ-x^2*y)①
原式两端同时对y求偏导数得:
Z'y*cosZ=x^2*Z+x^2*y*Z'y
移项整理得:...

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本题第一问根据全微分条件(详见参考资料)来证明,而该条件用到全微分,全微分式中包含偏导数式,因此我们先求第二问。
(2)原等式两端同时对x求偏导数得:
Z'x*cosZ=2xyZ+x^2*y*Z'x
移项整理得:Z'x=2xy*Z/(cosZ-x^2*y)①
原式两端同时对y求偏导数得:
Z'y*cosZ=x^2*Z+x^2*y*Z'y
移项整理得:Z'y=x^2*Z/(cosZ-x^2*y)②
(1)根据全微分条件,且dZ=Z'x△x+Z'y△y,
我们现在求(Z'x)'x和(Z'y)'y看二者在(0,0,0)是否相等,
若相等,则隐函数函数Z(x,y)在(0,0,0)可微。
对①求导得:(Z'x)'x=[(2yZ+2xyZ'x)(cosZ-x^2*y)+2xyZ(sinZ*Z'x+2xy)]/(cosZ-x^2*y)^2③
把①带入③并结合(x,y,Z)=(0,0,0)有:(Z'x)'x=0
对②求导得:(Z'y)'y=[x^2*Z'y(cosZ-x^2*y)+x^2*Z(sinZ*Z'y+x^2)]/(cosZ-x^2*y)^2④
把②带入④并结合(x,y,Z)=(0,0,0)有:(Z'y)'y=0
故:(Z'y)'y=(Z'x)'x满足全微分条件,故Z(x,y)在(0,0,0)可微。

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