kaoyan2advanced 高等数学 第142题

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📝 题目

### 第142题

设函数 $f(x, y)$ 在 $M_{0}\left(x_{0}, y_{0}\right)$ 处取极大值,且 $\displaystyle \left.\frac{\partial^{2} f}{\partial x^{2}}\right|_{M_{0}}$ 与 $\displaystyle \left.\frac{\partial^{2} f}{\partial y^{2}}\right|_{M_{0}}$ 存在,则 (A)$\displaystyle \left.\frac{\partial^{2} f}{\partial x^{2}}\right|_{M_{0}} \geqslant 0,\left.\frac{\partial^{2} f}{\partial y^{2}}\right|_{M_{0}} \geqslant 0$. (B)$\displaystyle \left.\frac{\partial^{2} f}{\partial x^{2}}\right|_{M_{0}} \leqslant 0,\left.\frac{\partial^{2} f}{\partial y^{2}}\right|_{M_{0}} \leqslant 0$. (C)$\displaystyle \left.\frac{\partial^{2} f}{\partial x^{2}}\right|_{M_{0}} \geqslant 0,\left.\frac{\partial^{2} f}{\partial y^{2}}\right|_{M_{0}} \leqslant 0$ . (D)$\displaystyle \left.\frac{\partial^{2} f}{\partial x^{2}}\right|_{M_{0}} \leqslant 0,\left.\frac{\partial^{2} f}{\partial y^{2}}\right|_{M_{0}} \geqslant 0$ .

💡 答案解析

**答案**:B **解析**:函数$f(x,y)$在$M_0$处取极大值,则固定$y=y_0$时,$f(x,y_0)$在$x=x_0$处取极大值,故$\displaystyle \left.\frac{\partial^2 f}{\partial x^2}\right|_{M_0}\leq 0$;同理,固定$x=x_0$时,$f(x_0,y)$在$y=y_0$处取极大值,故$\displaystyle \left.\frac{\partial^2 f}{\partial y^2}\right|_{M_0}\leq 0$。 **难度**:★★☆☆☆

📋 详细解题步骤

步骤 1/4
目标:分析条件
函数 $f(x, y)$ 在点 $M_0(x_0, y_0)$ 处取得极大值,且二阶偏导数 $\frac{\partial^2 f}{\partial x^2}\big|_{M_0}$ 和 $\frac{\partial^2 f}{\partial y^2}\big|_{M_0}$ 存在。
提示:极值点处一阶偏导数为0,但需注意条件
步骤 2/4
目标:固定变量考虑一元函数
固定 $y = y_0$,则 $f(x, y_0)$ 是关于 $x$ 的一元函数,且在 $x = x_0$ 处取得极大值。根据一元函数极值的必要条件,若二阶导数存在,则 $\frac{d^2}{dx^2} f(x, y_0)\big|_{x=x_0} \leq 0$,即 $\frac{\partial^2 f}{\partial x^2}\big|_{M_0} \leq 0$。
公式:$$\frac{d^2}{dx^2} f(x, y_0)\big|_{x=x_0} \leq 0 \Rightarrow \frac{\partial^2 f}{\partial x^2}\big|_{M_0} \leq 0$$
提示:注意是必要条件,且要求二阶导数存在
步骤 3/4
目标:同理考虑另一变量
固定 $x = x_0$,则 $f(x_0, y)$ 是关于 $y$ 的一元函数,且在 $y = y_0$ 处取得极大值。同理可得 $\frac{\partial^2 f}{\partial y^2}\big|_{M_0} \leq 0$。
提示:注意极值点处二阶偏导非正
步骤 4/4
目标:综合结论
因此,$\frac{\partial^2 f}{\partial x^2}\big|_{M_0} \leq 0$ 且 $\frac{\partial^2 f}{\partial y^2}\big|_{M_0} \leq 0$,对应选项 (B)。
提示:注意极值点处二阶偏导非正

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