kaoyan1basic 高等数学 第249题

教材习题

📝 题目

### 第249题 设 $F(x, y)$ 具有二阶连续偏导数,且 $F\left(x_{0}, y_{0}\right)=0, F_{x}^{\prime}\left(x_{0}, y_{0}\right)=0, F_{y}^{\prime}\left(x_{0}, y_{0}\right)>0$ .若一元函数 $y=y(x)$ 是由方程 $F(x, y)=0$ 所确定的在点 $\left(x_{0}, y_{0}\right)$ 附近的隐函数,则 $x_{0}$ 是函数 $y=y(x)$ 的极小值点的一个充分条件是 (A)$F_{x x}^{\prime \prime}\left(x_{0}, y_{0}\right)>0$ . (B)$F_{x x}^{\prime \prime}\left(x_{0}, y_{0}\right)<0$ . (C)$F_{y y}^{\prime \prime}\left(x_{0}, y_{0}\right)>0$ . (D)$F_{y y}^{\prime \prime}\left(x_{0}, y_{0}\right)<0$ .

💡 答案解析

**答案**:B **解析**:步骤1:由隐函数求导公式,$\displaystyle y'(x)=-\frac{F_x}{F_y}$,在$(x_0,y_0)$处$F_x=0$,故$y'(x_0)=0$。 步骤2:求二阶导,$\displaystyle y''(x)=-\frac{F_{xx}F_y^2-2F_{xy}F_xF_y+F_{yy}F_x^2}{F_y^3}$,代入$F_x=0$得$\displaystyle y''(x_0)=-\frac{F_{xx}(x_0,y_0)}{F_y(x_0,y_0)}$。 步骤3:已知$F_y(x_0,y_0)>0$,则$y''(x_0)>0$当且仅当$F_{xx}(x_0,y_0)<0$,此时$x_0$为极小值点。 **难度**:★★★☆☆

📋 详细解题步骤

步骤 1/3
目标:计算一阶导数 y'(x0)
由隐函数求导公式,y'(x) = -F_x/F_y。在点 (x0, y0) 处,F_x=0,F_y>0,故 y'(x0)=0。
公式:y'(x) = -F_x/F_y
提示:注意隐函数求导公式的符号
步骤 2/3
目标:计算二阶导数 y''(x0)
对 y'(x) 再次求导,得 y''(x) = -[F_{xx}F_y^2 - 2F_{xy}F_xF_y + F_{yy}F_x^2] / F_y^3。代入 F_x=0,得 y''(x0) = -F_{xx}(x0,y0)/F_y(x0,y0)。
公式:y''(x) = -[F_{xx}F_y^2 - 2F_{xy}F_xF_y + F_{yy}F_x^2] / F_y^3
提示:代入 F_x=0 简化
步骤 3/3
目标:判断极值条件
已知 F_y(x0,y0)>0,则 y''(x0)>0 当且仅当 F_{xx}(x0,y0)<0。此时 x0 是极小值点。
公式:y''(x0) = -F_{xx}(x0,y0)/F_y(x0,y0)
提示:二阶导数大于0为极小值

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