当前位置:首页>文档>(209)--第五章:多元函数微分学_已解密_01.2026考研数学有道武忠祥刘金峰全程班_01.2026考研数学武忠祥刘金峰全程班_00.书籍和讲义_{3}--全部课件

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55 页
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,0 0 0 lim ) 0,0 ( 0        x f x x ,0 0 0 lim ) 0,0 ( 0        x f y y  ] ) 0,0 ( ) 0,0 ( [ )] 0,0 ( ) , ( [ lim 0 0 y f x f f y x f y x y x              2 2 0 0 ) ( ) ( lim y x y x y x           ,0 0 ) ( 1 sin ) ( lim ) 0,0 ( 2 2 0          x x x f x x ,0 0 ) ( 1 sin ) ( lim ) 0,0 ( 2 2 0          y y y f y y  ] ) 0,0 ( ) 0,0 ( [ )] 0,0 ( ) , ( [ lim 0 0 y f x f f y x f y x y x              2 2 2 2 2 2 0 0 ) ( ) ( ) ( ) ( 1 sin ) ) ( ) (( lim y x y x y x y x               ) 0,0 ( ) , (  y x 2 2 2 2 2 2 1 cos 2 1 sin 2 ) , ( y x y x x y x x y x f x      ,0 1 sin 2 lim 2 2 ) 0 , 0 ( ) , (    y x x y x 2 2 2 2 ) 0 , 0 ( ) , ( 1 cos 2 lim y x y x x y x    ) 0,0 ( ) 1 ,0 ( ) 1 ,0 ( ) 1 ,1 ( ) 0,0 ( ) 1 ,1 ( ) 1 ,1 ( f f f f f f f            .2 1 1 ) 1 ( ) ,0 ( ) 1 , (           y x f f . 1.1 1.1 ) , ( y x y x f   ,0 ) 1 ,1 ( ,2.2 ) 1,1 ( ,0 ) 1,1 (        f f f ) 0,0 ( ) 0,1 ( ) 0,1 ( ) 1,1 ( ) 0,0 ( ) 1,1 ( f f f f f f          .1 0 1 ) 1 ( ) 0, ( ) ,1 (           x y f f 1 ) 0,0 ( ) 1,1 (    f f 2 2 ) 0 , 0 ( ) , ( 2 2 ) 0 , 0 ( ) , ( 2 2 2 2 ) 0 , 0 ( ) , ( lim ) , ( lim ) ( ) , ( lim y x y x y x f y x y x y x f y x y x y x           1 ) , ( lim 2 2 ) 0 , 0 ( ) , (     y x y x f y x 【解1】 直接法 0 ) , ( lim ) 0 , 0 ( ) , (   y x f y x ,0 ) 0,0 (  f ) , ( y x f ) 0,0 ( 则 ,若 在 点连续,否则不连续。故(A)不正确。 【解法2】排除法 , ,0 ,1 0 , ) , ( 2 2 2 2 2 2          y x y x y x y x f 0 2 ) , ( lim 2 2 2 2 ) 0 , 0 ( ) , (        y x y x y x y x f y x ,0 ) 0,0 (  f 0 2 ) , ( lim 2 2 ) 0 , 0 ( ) , (      y x y x y x f y x 【解】 知, 且 则 ,0 ] 2 [ ) 0,0 ( ) , ( lim 2 2 ) 0 , 0 ( ) , (        y x y x f y x f y x ) ( 2 ) 0,0 ( ) , (        y x f y x f ,1 ) 0,0 ( ,2 ) 0,0 (    y x f f 【解】验证法:(A)(C)(D)都不满足 x x f y   ) 0, ( ,故应选(B). 2 2 2    y z ), ( 2 2 x y dy y z        , 2 x y y z           ), ( ) 2 ( 2 x xy y dy x y z  .1 2    xy y z 0 ) , ( lim 2 2 0 0       y x y x f y x ,0 ) 0,0 (  f ,0 ) , ( 2 2  y x y x f ,0 ) 0,0 ( ) 0, ( lim 0       x f x f x ,0 ) 0,0 ( ) 0, ( lim 0        x f x f x y y x x z d d d   , ) ( 2 1 2 2 C y x z    【解1】 【解2】 ) ( ln ) ( y f x f x z     ) ( ) ( ) ( y f y f x f y z     ) ( ln ) ( 2 2 y f x f x z     , , , y x z   2 ) ( ) ( ) ( y f y f x f    ) ( )] ( [ ) ( ) ( ) ( 2 2 2 2 y f y f y f y f x f y z        ) ( ) ( y g x f x z     ) ( ) ( y g x f y z     ) ( ) ( 2 2 y g x f x z     ) ( ) ( 2 y g x f y x z       ) ( ) ( 2 2 y g x f y z     , , , , . 2 2 2 2 2 2 2 )] 0 ( ) 0 ( [ ) 0 ( ) 0 ( ) 0 ( ) 0 ( g f g f g f y x z y z x z                       ). 0 ( ) 0 ( ) 0 ( ) 0 ( g f g f    y x F F x y      ) ( 0 ) ( 0  x y 2) ( ] [ ] [ ) ( y x yy yx y xy xx F F y F F F y F F x y                ) , ( ) , ( ) ( 0 0 0 0 0 y x F y x F x y y xx      , B y x u C y u A x u           2 2 2 2 2 , , ,0 2     y x u ,0 2 2 2 2       y u x u ,0 ,0    C A B 0 2  B AC 【解】 由题设 可知, 则 ), ( ) 1 sin( 1 ) 1 ( ) ,0 ( y y y y z        ,1 ) 1 (     .1 ) 1, 0 (     y z , 1 4 2 2 y x y x z     , ) ,0 ( 2 y y zx  .2 2 1 ) 1, 0 ( 2       y y x y z ) e ln( ln y x x z             y y x x x z x z e ) e ln( .2 ln 2 1 ) 0 ,1 (     x z , , ) ( 1 ln 1 1                      y x y x y x y y x x z y x , ) ( 1 ln 1 2 2 2                       y x y x y x y x y x y z y x ,2 ln 2 1 ) 1,1 (     x z ), 2 ln 2 1 ( ) 1,1 (      y z ). d )(d 2 ln 2 1 ( d ) 1,1 ( y x z    2 ,1   y x .0  z , ln ln ) ln( y x y z x    , 1 ) ln( x y z xz y z x     ). 2 ln 1 ( 2   xz 0 ,1    y x .1  z ,0 3 3 3 3 3 3 2 2 2       xydz xzdy yzdx dz z dy y dx x ;0 3 3 3    dy dz dx , 3 2 2 2 3 2 3 dz z e x dy z e x dx z xe du y y y    . 3 2 dz dy dx du     . 2 5 ) 3 3 ( 2 dy dx dy dx dy dx du          x x f  ) 0, ( .1 ) 0, (  x f x y x y x z     2 ), ( 2 1 ) ( 2 x y xy dy y x x z          ,1 2 1 2      y xy x z ), ( 2 1 2 1 ) 1 2 1 ( 2 2 2 y x xy y x dx y xy z         . ) ( 2 y y   2 1 ) 2, ( x x x u  x x x u x x u 2 ) 2, ( 2 ) 2, ( 12 11   x x x u  ) 2, ( 1 ) 2, ( 2 ) 2, ( 2 1   x x u x x u 0 ) 2, ( 4 ) 2, ( 2 ) 2, ( 2 ) 2, ( 22 21 12 11     x x u x x u x x u x x u 0 ) 2, ( 4 ) 2, ( 5 12 11   x x u x x u . 3 4 ) 2, ( 11 x x x u   , 1 1 ) ( 2 1 2 2 1 F x F y x z F F x z         , 1 1 ) ( 2 1 2 2 1 F x F y F y z F y z         .       y z y x z x ) ( xy z  t t y x f y t x f t ) , ( ) , 2 ( lim 0 0 0 0 0     t y x f t y x f y x f y t x f t )] , ( ) , ( [ )] , ( ) , 2 ( [ lim 0 0 0 0 0 0 0 0 0        ) , ( ) , ( 2 0 0 0 0 y x f y x f y x     5 1 2 2     0 ) 1 ( 2 2 ) , ( lim 2 2 0 1         y x y x y x f y x ,2 ) 0,1 ( ,1 ) 0,1 (    y x f f t f t f f t f t t f t f t t ) 0,1 ( ) 2,1 [ ] 0,1 ( ) 0, 1 ( [ lim ) 2,1 ( ) 0, 1 ( lim 0 0          .5 ) 0,1 ( 2 ) 0,1 (    y x f f          1 0 1 0 ) ( ) ( ) ( ) ( ) ( xy xy dt t f xy t dt t f t xy dt t f t xy z        1 1 0 0 ) ( ) ( ) ( ) ( xy xy xy xy dt t f xy dt t tf dt t tf dt t f xy         1 2 2 2 2 0 ) ( ) ( ) ( ) ( ) ( ) ( xy xy x dt t f y xy f xy xy f xy xy f xy xy f xy t f y z     1 0 ) ( ) ( xy xy dt t f y dt t f y ) ( 2 ) ( ) ( 2 2 2 xy f y xy f y xy f y zxx    ) ( 2 2 xy f x z yy  ). ( ) ( 2 2 2 xy f y x z z yy xx    ; 2 2 3 1 y x x f f x u        ; ) ( ) ( 2 2 2 2 2 2 3 2 2 2 2 33 2 2 13 11 2 2 y x x y f y x x f y x x f f x z               ,1 ) 1,1 ( )) 1,1 ( ,1 ( ) 1 (    f f f  1 2 1 3 d ) ( d ) ( 3 ) ( d d        x x x x x x x    1 2 1 2 1 2 ))] , ( ) , ( ))( , ( , ( )) , ( , ( )[ ( 3         x x x f x x f x x f x f x x f x f x  . 51 )] 3 2 ( 3 2 [ 1 3       . d d d d d d x z z f x y y f x f x u          2 e  xy xy ,0 d d d d e             x y x y x y x y xy . d d x y x y      z x x t t t 0 d sin e , d d 1 ) sin( e         x z z x z x x .) sin( ) ( e 1 d d z x z x x z x     . ) sin( ) ( e 1 d d z f z x z x y f x y x f x u x                 , v z u z x z         , 2 v z a u z y z          , 2 2 2 2 2 2 2 2 v z v u z u z x z             , 4 4 2 2 2 2 2 2 2 2 v z a v u z a u z y z             . ) 2 ( 2 2 2 2 2 2 2 v z a v u z a u z y x z                【解1】 .0 ) 6 ( ) 5 10 ( 2 2 2 2           v z a a v u z a 0 6 2    a a ,0 5 10  a .3  a . 2 , 2 2        a v u y a v au x , 2 1 2 y z a x z a a u y y z u x x z u z                                                             v y y z v x x y z a v y y x z u x x z a a v u z 2 2 2 2 2 2 2 2 1 2 . 2 1 ) 2 ( 2 ) 2 ( 2 2 2 2 2 2 2 2 y z a y x z a a x z a a               【解2】 , u x y  ) ( ) ( u f y x z   x y y z x z       . ) ( 2 ) ( ) 1 ( 2 u u f u f u     C u u u u u u f         1 2 ) 1 ln( 1 1 ) ( . 2 ) 1 ln( ) ( y x x y y x z      ) ( ) ( ) , ( 2 2 y x g r g y x f    r x r g y x x r g x f         ) ( ) ( 2 2 3 2 2 ) ( ) ( r xy r g r xy r g y x f        3 2 2 2 sin cos ) ( sin cos ) ( r r r g r r r g         0 2     y x f .0 ) ( 1 ) (     r g r r g 2 2 1 ) ( C r C r g   . ) ( ) , ( 2 2 2 1 C y x C y x f    2 2 y x r   , dr dz r x x r dr dz x z         , 1 3 2 2 2 2 2 2 2 dr dz r x dr dz r dr z d r x x z         , 1 3 2 2 2 2 2 2 2 dr dz r y dr dz r dr z d r y y z         . 2 2 2 r z dr z d   .2 sin cos 2 2 1     r r C r C z              0 ) ( 2 4 0 ) ( 2 4 3 3 y x y f y x x f y x ) 0,0 ( ), 1,1 ( ), 1 ,1 (   ) 1,1 ( ), 1 ,1 (   0 2  B AC 0  A ) 0,0 ( .0 2  B AC ;0 ) 0,0 (  f .0 2 ) , ( 4    x x x f .0 ) 0, ( 2 4    x x x f ), 2 ( 2 ) , ( 2 y x y x f x    .1 ln 2 ) , ( 2     y y x y x f y        ,0 ) , ( ,0 ) , ( y x f y x f y x     e 1 ,0 【解】 令 解得唯一驻点 . 由于 , e 1 2 2 ) 2 ( 2 e 1 ,0 2 e 1, 0 2                   y f A xx ,0 4 e 1 ,0 e 1, 0            xy f B xy e, 1 2 e 1 ,0 e 1, 0 2                   y x f C yy 0 e 1 2 e 2 2 2        B AC .0  A . e 1 e 1 ,0       f 所以 极小值为 0 ) 1 (  g , ) ( 2 1 f x g y fy x z        ]. ) ( )[ ( ) ( ] ) ( [ 22 21 2 12 11 1 2 f x g f x g y f x g f x g f x y f y x z                  ). 1,1 ( ) 1,1 ( ) 1,1 ( 12 11 1 1 1 2 f f f y x z y x            ) , ( )) , ( , ( )) , ( , ( 1 2 1 y x f y x f y x f y x f y x f x z           )) , ( , ( ) , ( ) , ( )) , ( , ( )) , ( , ( 2 12 2 12 11 2 y x f y x f y x f y x f y x f y x f y x f y x f y x z                 )]. , ( )) , ( , ( )) , ( , ( )[ , ( 2 22 21 1 y x f y x f y x f y x f y x f y x f          ,0 ) 1,1 ( ,0 ) 1,1 ( 2 1     f f ). 1,1 ( ) 2,2 ( ) 2,2 ( 12 2 11 ) 1,1 ( 2 f f f y x z                         .0 8 2 4 ,0 8 8 2 4 y y y x x x z xz zz y z xz z zz x 1  z 7 8   z ) 1,0,2 ( ). 7 8 ,0, 7 16 (  ) 7 8 ,0, 7 16 (  取极小值, 取极大值. ) 1,0,2 ( ) ) 1 ( ( ) 1 ( ) , ( 2 2 y x o y x y x f        0 ) 0,1 (  f .1 ) 0,1 ( ) 0,1 (      y x f f , 2 2 2 1 2 1 y f x e f g x f y e f g xy y xy x           .0 ) 0,0 ( ,0 ) 0,0 (     y x g g 2 22 21 2 1 12 11 2 2 ) 2 ( ) 2 ( 2 f x x f y e f y e f y e x f y e f g xy xy xy xy x              x y f x e f e xy e f y e y f x e f g xy xy xy xy xy xy 2 ) 2 ( ) ( ) 2 ( 22 21 1 12 11             2 22 21 2 1 12 11 2 2 ) 2 ( ) 2 ( 2 f y y f x e f x e f x e y f x e f g xy xy xy xy y              1 ) 0,1 ( ) 0,0 ( ,2 ) 0,1 ( 2 ) 0,0 ( 1 2 2             f g B f g A xy x , , 2 ) 0,1 ( 2 ) 0,0 ( 2 2       f g C y 0 3 2   B AC 0  A 0 ) 0,1 ( ) 0,0 (  f g ,            ,0 2 4 ,0 2 2 2 2 y x y f xy x f y x .2 ) 1,2 ( ), 1,2 (    f ) 2 2 ( 0 : 1     x y L , ) 0, ( ) ( 2 x x f x g   ) 0 ( 4 : 2 2 2    y y x L ). 2 2 ( 8 5 ) 4 , ( ) ( 2 4 2         x x x x x f x h .8 ) 2,0 ( ) 0 (  f h . 4 7 2 3 , 2 5 2 5               f h 【解】 ) 25 4 ( 2 12 ) , , ( 2 2 2 2       y x y xy x y x F                    0 25 4 ) 2 ( 0 2 4 12 ) 1 ( 0 8 12 2 2 2 y x F y y x F x y x F y x    令 由(1) 和(2)式知:        0 ) 2 ( 6 0 6 ) 4 1 ( y x y x   且有非零解. ,0 2 6 6 4 1      4 17 ,2 2 1      则 解得 2 1   . 50 ), 3,2 ( ), 3 ,2 ( 2 1     z P P 时, 驻点 4 17 2    . 4 425 ), 4 , 2 3 ( ), 4, 2 3 ( 4 3    z P P 时, 驻点 0 4 12 ,0 12 2       y x z y x z y x 得驻点 0 ) 0,0 ( ), 0,0 (  z ) 10 ( 2 ) , , , ( 2 2 2       z y x yz xy z y x F                            0 10 0 2 2 0 2 2 0 2 2 2 2 z y x F z y F y z x F x y F z y x     【解】令 1)当 时, 0   ,0 2 ,0    z x y ); 2,5 ,1 ( 1P ); 2 ,5 ,1 ( 2   P ); 2,5 ,1 ( 3  P ); 2 ,5 ,1 ( 4    P 2)当 时, 0   , 5, 2 2 2 y x z x   ); 2 ,0,2 2 ( 5  P ); 2 ,0,2 2 ( 6  P ; 5 5 ) ( ) ( 4 1   P u P u ; 5 5 ) ( ) ( 3 2    P u P u ;0 ) ( ) ( 6 5   P u P u ). 4 ( ) ( ) , , , , ( 2 2 2 2 2           z y x z y x z y x z y x F                                       ,0 4 ,0 ,0 2 ,0 2 2 ,0 2 2 2 2 z y x F z y x F z F y y F x x F z y x         【解】 令 ), 2,1,1 ( ) , , ( 1 1 1  z y x ). 8,2 ,2 ( ) , , ( 2 2 2    z y x 解方程组,得 故所求的最大值为72,最小值为6. ) )( ( x X x y y Y     y x y x x y 3 3 ) (      y x Y y x X 3 1 , 3 1 0 0     ) 8 1 ( 2 1 xy S   ) 0 ,0 (   y x ) 1 3 2 3 ( ) , , ( 2 2      y xy x xy y x F   2 2 y x  , 8 1  y x 4 1  S ) 5 3 ( ) 2 ( ) , , , , ( 2 2 2 2         z y x z y x z z y x L                               ,5 3 ,0 2 ,0 3 4 2 ,0 2 ,0 2 2 2 2 z y x z y x z z L y L x L z y x       y x         ,5 3 2 ,0 2 2 2 2 z x z x         ,5 ,5 ,5 z y x       .1 ,1 ,1 z y x ) ( ) 2 3 ( ) , , , , ( 2 2 2 2 2 2 z y x z y x z y x z y x L              2 6 13 11 d       6 13 11 1   d 6 13 11 2   d                                   0 1 2 3 0 2 2 0 2 0 3 2 2 2 2 2 z y x L z y x L z z L y y L x x L z y x         xy ) 0 (    k k q y p x q p 【证】求函数 在条件 下的最大值。 ) ( ) , ( k q y p x xy y x L q p      0 1     p x x y L  0 1     q y y x L  k q y p x q p   令 q k y k x p 1 , 1   q x p x k k k k xy q p q p q p       1 1 1 1 (I) 10000 ) 0,0 ( , 6 , 2 20          C y y C x x C . 2 6 4 20 10000 ) , ( 2 2 y y x x y x C      (II) , 50 0, 2 ) 50 ( ) 50 ( 6 4 20 10000 ) 50 , ( ) ( 2 2            x x x x x x x C x f 0 36 2 3 ) (     x x f . 24  x (III) 32 ) 2 20 ( 26 24 26 24          y x y x x x C y x y x C y x R y x L 2 ) , ( ) , ( ) , (     36 4 2 32 14 2 2       y xy x y x 【解】1)令                   0 8 2 32 0 2 2 14 y x y L y x x L 3 ,4   y x 40 ) 3,4 ( max  L ) 6 2 ( ) , ( ) , , (     y x y x L y x F                       0 6 2 0 2 8 2 32 0 2 2 14 y x F y x F y x F y x    2)令 2 ,2   y x 28 ) 2,2 ( max  L ) ( 2 ) , ( ) , ( 2 2 y x y x f y x g    1 2 2  y x ,1 ) , (  y x g 1 ) 0,0 (  g ) , ( y x g ) , ( 0 0 y x 0 ) , ( ) , ( 0 0 0 0       y y x g x y x g 0 0 0 4 ) , ( x x y x f     0 0 0 4 ) , ( y y y x f     . 16 ) ( 16 ) , ( ) , ( 2 0 2 0 2 0 0 2 0 0                 y x y y x f x y x f 【证】考查函数 在单位圆周 上, . 而 . 可在单位圆内 ,从而有 取到它的最小值.设该点是