kaoyan1basic 高等数学 第13题

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📝 题目

### 【强化篇】第13题(填空题) 13.设 $f(x, y)$ 可微,$p(x, y), p_{0}\left(x_{0}, y_{0}\right)$ 为曲面 $x=f(x, y)$ 上的点,则( )。 (A) $\displaystyle \lim _{p \rightarrow p_{0}} \frac{f(p)+\left[f\left(p_{0}\right)-\left.\operatorname{grad} f\right|_{p_{0}} \cdot \overrightarrow{p_{0} p}\right]}{\left|\overrightarrow{p_{0} p}\right|}=0$ $\_\_\_\_$ (B) $\displaystyle \lim _{p \rightarrow p_{0}} \frac{f(p)-\left[f\left(p_{0}\right)-\left.\operatorname{grad} f\right|_{p_{0}} \cdot \overrightarrow{p_{0} p}\right]}{\left|\overrightarrow{p_{0} p}\right|}=0$ (C) $\displaystyle \lim _{p \rightarrow p_{0}} \frac{f(p)+\left[f\left(p_{0}\right)+\left.\operatorname{grad} f\right|_{p_{0}} \cdot \overrightarrow{p_{0} p}\right]}{\left|\overrightarrow{p_{0} p}\right|}=0$ (D) $\displaystyle \lim _{p \rightarrow p_{0}} \frac{f(p)-\left[f\left(p_{0}\right)+\left.\operatorname{grad} f\right|_{p_{0}} \cdot \overrightarrow{p_{0} p}\right]}{\left|\overrightarrow{p_{0} p}\right|}=0$

💡 答案解析

**答案**:D **解析**: 步骤1:由可微定义,$f(p)=f(p_0)+\nabla f(p_0)\cdot\overrightarrow{p_0p}+o(|\overrightarrow{p_0p}|)$。 步骤2:移项得$f(p)-[f(p_0)+\nabla f(p_0)\cdot\overrightarrow{p_0p}]=o(|\overrightarrow{p_0p}|)$。 步骤3:除以$|\overrightarrow{p_0p}|$取极限得0,故D正确。 **难度**:★★★☆☆

📋 详细解题步骤

步骤 1/3
目标:回忆可微定义
由f(x,y)可微,在p0点处有f(p)=f(p0)+∇f(p0)·(p-p0)+o(|p-p0|),其中∇f(p0)为梯度,p-p0=向量p0p。
公式:f(p)=f(p_0)+\nabla f(p_0)\cdot\overrightarrow{p_0p}+o(|\overrightarrow{p_0p}|)
提示:注意可微定义中线性主部是梯度与增量向量的点积。
步骤 2/3
目标:移项得到表达式
将f(p0)+∇f(p0)·p0p移到等式左边:f(p)-[f(p0)+∇f(p0)·p0p]=o(|p0p|)。
公式:f(p)-[f(p_0)+\nabla f(p_0)\cdot\overrightarrow{p_0p}]=o(|\overrightarrow{p_0p}|)
提示:注意括号内是加号,与选项D一致。
步骤 3/3
目标:取极限并判断
两边除以|p0p|,取极限p→p0,左边极限为0,右边为0,故选项D正确。
公式:\lim_{p\to p_0}\frac{f(p)-[f(p_0)+\nabla f(p_0)\cdot\overrightarrow{p_0p}]}{|\overrightarrow{p_0p}|}=0
提示:极限为0正是可微的等价形式。

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