kaoyan1basic 高等数学 第39题

教材习题

📝 题目

### 【强化篇】第39题(选择题) 39.已知函数 $\displaystyle f(x, y)=x \mathrm{e}^{\cos y}+\frac{x^{2}+\mathrm{e}^{2}}{2}$ ,则 . (A)(- $\mathrm{e}, 2 \pi$ )是 $f(x, y)$ 的极小值点 (B)(一 $\mathrm{e}, 2 \pi)$ 是 $f(x, y)$ 的极大值点 (C)$\displaystyle \left(-\frac{1}{\mathrm{e}}, 3 \pi\right)$ 是 $f(x, y)$ 的极小值点 (D)$\displaystyle \left(-\frac{1}{\mathrm{e}}, 3 \pi\right)$ 是 $f(x, y)$ 的极大值点

💡 答案解析

**答案**:A **解析**: 步骤1:$f_x=\mathrm{e}^{\cos y}+x=0$,$f_y=-x\mathrm{e}^{\cos y}\sin y=0$。 步骤2:由 $f_y=0$,得 $x=0$ 或 $\sin y=0$。若 $x=0$,代入 $f_x=0$ 得 $\mathrm{e}^{\cos y}=0$,无解。故 $\sin y=0$,$y=k\pi$。 步骤3:代入 $f_x=0$ 得 $\mathrm{e}^{\cos(k\pi)}+x=0$,即 $\mathrm{e}^{(-1)^k}+x=0$,$x=-\mathrm{e}^{(-1)^k}$。 步骤4:当 $k$ 为偶数时,$y=2n\pi$,$x=-\mathrm{e}$;当 $k$ 为奇数时,$y=(2n+1)\pi$,$\displaystyle x=-\frac{1}{\mathrm{e}}$。 步骤5:$f_{xx}=1$,$f_{xy}=-\mathrm{e}^{\cos y}\sin y$,$f_{yy}=x\mathrm{e}^{\cos y}\sin^2 y - x\mathrm{e}^{\cos y}\cos y$。在 $(-\mathrm{e},2\pi)$ 处,$A=1$,$B=0$,$C=-\mathrm{e}\cdot\mathrm{e}\cdot1=-\mathrm{e}^2$,$AC-B^2=-\mathrm{e}^2<0$,不是极值? 步骤6:重新计算,在 $(-\mathrm{e},2\pi)$ 处,$\sin y=0$,$\cos y=1$,$f_{yy}=x\mathrm{e}^1\cdot0 - x\mathrm{e}^1\cdot1 = -x\mathrm{e}= \mathrm{e}^2>0$,$AC-B^2=1\cdot\mathrm{e}^2-0>0$,$A>0$,为极小值。故选A。

**难度**:★★★☆☆

📋 详细解题步骤

步骤 1/6
目标:求驻点
令一阶偏导数为0:f_x = e^{cos y} + x = 0,f_y = -x e^{cos y} sin y = 0。
公式:f_x = e^{cos y} + x = 0, f_y = -x e^{cos y} sin y = 0
步骤 2/6
目标:解方程
由f_y=0得x=0或sin y=0。若x=0,代入f_x=0得e^{cos y}=0,无解。故sin y=0,y=kπ。
步骤 3/6
目标:代入求x
将y=kπ代入f_x=0得e^{cos(kπ)}+x=0,即e^{(-1)^k}+x=0,x=-e^{(-1)^k}。
公式:x = -e^{(-1)^k}
步骤 4/6
目标:分类讨论
当k为偶数时,y=2nπ,x=-e;当k为奇数时,y=(2n+1)π,x=-1/e。
步骤 5/6
目标:计算二阶偏导
f_xx=1,f_xy=-e^{cos y} sin y,f_yy=x e^{cos y} sin^2 y - x e^{cos y} cos y。
公式:f_xx=1, f_xy=-e^{cos y} sin y, f_yy=x e^{cos y}(sin^2 y - cos y)
步骤 6/6
目标:判断点(-e,2π)
在(-e,2π)处,sin y=0,cos y=1,A=f_xx=1,B=f_xy=0,C=f_yy=-x e = e^2>0。AC-B^2=e^2>0且A>0,故为极小值点。
公式:AC-B^2 = 1 * e^2 - 0 = e^2 > 0, A > 0
提示:注意f_yy计算:x=-e, e^{cos y}=e, sin y=0, cos y=1,所以f_yy = (-e)*e*(0-1)=e^2

📷 拍照上传批改

拍照上传批改功能已预留入口,后续接入图片上传、OCR识别与AI批改。