电子科技大学 2023年数学分析第0题
📝 题目
5.设 $u=e^{x}+\sin y+t, x=s t, y=s+t$ ,则 $\displaystyle \frac{\partial u}{\partial t}=$ $\_\_\_\_$ .
💡 答案解析
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📋 详细解题步骤
步骤 1/5
目标:明确函数关系与求导目标
已知 $u = e^x + \sin y + t$,其中 $x = s t$,$y = s + t$。需要求 $\frac{\partial u}{\partial t}$,注意 $u$ 通过 $x$、$y$ 以及显式项 $t$ 依赖于 $t$。
公式:$u = e^x + \sin y + t$,$x = s t$,$y = s + t$
提示:注意区分显式依赖和隐式依赖,$u$ 中最后一项 $t$ 是直接出现的。
步骤 2/5
目标:写出链式法则公式
根据多元复合函数求导法则,$\frac{\partial u}{\partial t} = \frac{\partial u}{\partial x} \cdot \frac{\partial x}{\partial t} + \frac{\partial u}{\partial y} \cdot \frac{\partial y}{\partial t} + \left.\frac{\partial u}{\partial t}\right|_{\text{显式}}$。
公式:$\frac{\partial u}{\partial t} = \frac{\partial u}{\partial x} \cdot \frac{\partial x}{\partial t} + \frac{\partial u}{\partial y} \cdot \frac{\partial y}{\partial t} + \left.\frac{\partial u}{\partial t}\right|_{\text{显式}}$
提示:不要遗漏显式项 $t$ 的导数,这是常见错误。
步骤 3/5
目标:计算各个偏导数
先求 $u$ 对中间变量的偏导:$\frac{\partial u}{\partial x} = e^x$,$\frac{\partial u}{\partial y} = \cos y$,显式偏导 $\left.\frac{\partial u}{\partial t}\right|_{\text{显式}} = 1$。再求 $x$ 和 $y$ 对 $t$ 的偏导($s$ 视为常数):$\frac{\partial x}{\partial t} = s$,$\frac{\partial y}{\partial t} = 1$。
公式:$\frac{\partial u}{\partial x}=e^x,\ \frac{\partial u}{\partial y}=\cos y,\ \left.\frac{\partial u}{\partial t}\right|_{\text{显式}}=1,\ \frac{\partial x}{\partial t}=s,\ \frac{\partial y}{\partial t}=1$
提示:求 $\frac{\partial x}{\partial t}$ 时,$s$ 是常数,不要误写成 $s$ 的导数。
步骤 4/5
目标:代入链式法则
将上述偏导数代入公式:$\frac{\partial u}{\partial t} = e^x \cdot s + \cos y \cdot 1 + 1$。
公式:$\frac{\partial u}{\partial t} = s e^x + \cos y + 1$
提示:代入时注意符号和顺序,不要漏项。
步骤 5/5
目标:将中间变量回代
将 $x = s t$ 和 $y = s + t$ 代入表达式:$\frac{\partial u}{\partial t} = s e^{s t} + \cos(s + t) + 1$。
公式:$\frac{\partial u}{\partial t} = s e^{s t} + \cos(s + t) + 1$
提示:最终结果中 $s$ 和 $t$ 是独立变量,不需要进一步化简。
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