高等数学下册复习提纲
第八章多元函数微分学
本章知识点按历年考试出现次数从高到低排列
复合函数求导(☆☆☆☆☆)条件极值拉格朗日乘数法(☆☆☆☆)无条件极值(☆☆☆☆)曲面切平面、曲线切线(☆☆☆☆)隐函数(组)求导(☆☆☆)一阶偏导数、全微分计算(☆☆☆)方向导数、梯度计算(☆☆)重极限、累次极限计算(☆☆)函数定义域求法(☆)
1多元复合函数高阶导数
例设zfsi
xcosyexy其中f具有二阶连续偏导数,求z及2zxyx
解
zx
f1cosx
f3exy
,
2zyx
2zxy
f12
si
y
f13
exycosxexy
f3
f32
si
y
f33
exyexy
析1)明确函数的结构树形图
x
z
uv
y
w
x
y
这里usi
xvcosywexy,那么复合之后z是关于xy的二元函数根据结构
图,可以知道:对x的导数,有几条线通到“树梢”上的x,结果中就应该有几项,而每一
项都是一条线上的函数对变量的导数或偏导数的乘积简单的说就是,“按线相乘,分线相加”
2)f1f3是f1si
xcosyexyf3si
xcosyexy的简写形式,它们与z的结构
相同,仍然是si
xcosyexy的函数所以f1对y求导数为
1
ff1y
f12
si
y
f13exy
所以求导过程中要始终理清函数结构,确保运算不重、不漏
3)f具有二阶连续偏导数,从而2z2z连续,所以2z2z
yxxy
yxxy
练
1
设z
x2
f
2x
y2x
其中
f
具有二阶连续偏导数,求
2x
z
2
2设zf2xygexsi
yx2y2其中f二阶可导,g具有二阶连续偏导数,
求2zxy
2多元函数极值
例1求函数fxyexyx22y2的极值
解(1)求驻点由
fxxfyx
yy
exyex
y
x2x
2y222y
2
2xexy4yex
0y0
得两个驻点00,42,
(2)求fxy的二阶偏导数
fxxxyexyx22y24x2,fxyxyexy2y2x22x4y,
fyyxyexyx22y28y4,
(3)讨论驻点是否为极值点
在00处,有A2,B0,C4,ACB280,由极值的充分条件知
00不是极值点,f000不是函数的极值;
在42处,有A6e2,B8e2,C12e2,ACB28e40,而
A0,由极值的充分条件知42为极大值点,f428e2是函数的极大值
析1)这是二元函数无条件极值问题2)解题步骤:第一步是求出驻点一阶偏导数为零的点;第二步求目标函数的二阶导
2
f数;第三步求出驻点的判别式ACB2,判断是否为极值点以及极大极小
2将正数12分成三个正数xyz之和使得ux3y2z为最大
解:令Fxyzx3y2zxyzr