kaoyan1basic 高等数学 第249题

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📝 题目

## 第249题 (高等数学 - 选择题) 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**:A **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2:二阶导数$\displaystyle y''(x)=-\frac{F_{xx}F_y - F_xF_{xy}}{F_y^2}$,在$(x_0,y_0)$处$F_x=0$,故$\displaystyle y''(x_0)=-\frac{F_{xx}(x_0,y_0)}{F_y(x_0,y_0)}$。 步骤3:由$F_y>0$,要使$x_0$为极小值点,需$y''(x_0)>0$,即$\displaystyle -\frac{F_{xx}}{F_y}>0$,故$F_{xx}<0$。但选项A为$F_{xx}>0$,B为$F_{xx}<0$,故应选B。 步骤4:注意:$y=y(x)$的极小值点对应$x_0$,需$y'(x_0)=0$且$y''(x_0)>0$,由上式得$F_{xx}<0$,故选B。 **难度**:★★★☆☆

📋 详细解题步骤

步骤 1/4
目标:求一阶导数 y'(x0)
由隐函数求导公式,y'(x) = -F_x / F_y。在点(x0,y0)处,F_x=0,故y'(x0)=0。
公式:y'(x) = -F_x / F_y
提示:注意F_y>0,分母不为零。
步骤 2/4
目标:求二阶导数 y''(x0)
对y'(x)再求导,得y''(x) = -(F_{xx}F_y - F_x F_{xy}) / F_y^2。代入(x0,y0),因F_x=0,故y''(x0) = -F_{xx}(x0,y0) / F_y(x0,y0)。
公式:y''(x) = -(F_{xx}F_y - F_x F_{xy}) / F_y^2
提示:利用F_x=0简化。
步骤 3/4
目标:判断极值条件
x0是y=y(x)的极小值点,需y'(x0)=0且y''(x0)>0。已知y'(x0)=0,由y''(x0)>0得 -F_{xx}/F_y >0。因F_y>0,故F_{xx}<0。
公式:y''(x0) > 0 ⇒ -F_{xx}/F_y > 0 ⇒ F_{xx} < 0
提示:注意F_y>0,不等式方向不变。
步骤 4/4
目标:选择正确选项
由F_{xx}<0,对应选项B。
提示:选项B为F_{xx}''(x0,y0)<0。

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