kaoyan3basic 高等数学 第243题

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📝 题目

### 第243题 243 已知 $\displaystyle f(x, y)=\left\{\begin{array}{cc}x y \frac{x^{2}-y^{2}}{x^{2}+y^{2}}, & (x, y) \neq(0,0), \\ 0, & (x, y)=(0,0),\end{array}\right.$ 则 (A)$f_{x y}^{\prime \prime}(0,0)=1$ . (B)$f_{x y}^{\prime \prime}(0,0)=0$ . (C)$f_{y x}^{\prime \prime}(0,0)=1$ . (D)$f_{y x}^{\prime \prime}(0,0)=-1$ .

💡 答案解析

**答案**:D **解析**:步骤1:由偏导定义,$\displaystyle f_x(0,0)=\lim_{x\to0}\frac{f(x,0)-f(0,0)}{x}=0$,$\displaystyle f_y(0,0)=\lim_{y\to0}\frac{f(0,y)-f(0,0)}{y}=0$。步骤2:当$(x,y)\neq(0,0)$时,$\displaystyle f_x(x,y)=y\frac{x^4+4x^2y^2-y^4}{(x^2+y^2)^2}$,$\displaystyle f_y(x,y)=x\frac{x^4-4x^2y^2-y^4}{(x^2+y^2)^2}$。步骤3:$\displaystyle f_{xy}''(0,0)=\lim_{y\to0}\frac{f_x(0,y)-f_x(0,0)}{y}=\lim_{y\to0}\frac{-y}{y}=-1$,$\displaystyle f_{yx}''(0,0)=\lim_{x\to0}\frac{f_y(x,0)-f_y(0,0)}{x}=\lim_{x\to0}\frac{x}{x}=1$,故$f_{yx}''(0,0)=1$,D正确。 **难度**:★★★☆☆

📋 详细解题步骤

步骤 1/5
目标:计算一阶偏导数在(0,0)处的值
由偏导定义,f_x(0,0)=lim_{x→0} [f(x,0)-f(0,0)]/x = lim_{x→0} (0-0)/x = 0;同理,f_y(0,0)=0。
公式:f_x(0,0)=lim_{x→0} [f(x,0)-f(0,0)]/x
提示:注意f(x,0)=0,f(0,y)=0。
步骤 2/5
目标:求非零点处的一阶偏导表达式
当(x,y)≠(0,0)时,对f(x,y)=xy(x^2-y^2)/(x^2+y^2)求偏导:f_x(x,y)=y*(x^4+4x^2y^2-y^4)/(x^2+y^2)^2;f_y(x,y)=x*(x^4-4x^2y^2-y^4)/(x^2+y^2)^2。
公式:f_x(x,y)=y*(x^4+4x^2y^2-y^4)/(x^2+y^2)^2
提示:利用商法则或先化简再求导。
步骤 3/5
目标:计算混合偏导f_xy''(0,0)
f_xy''(0,0)=lim_{y→0} [f_x(0,y)-f_x(0,0)]/y = lim_{y→0} [(-y)-0]/y = -1。
公式:f_xy''(0,0)=lim_{y→0} [f_x(0,y)-f_x(0,0)]/y
提示:代入f_x(0,y)= -y。
步骤 4/5
目标:计算混合偏导f_yx''(0,0)
f_yx''(0,0)=lim_{x→0} [f_y(x,0)-f_y(0,0)]/x = lim_{x→0} [x-0]/x = 1。
公式:f_yx''(0,0)=lim_{x→0} [f_y(x,0)-f_y(0,0)]/x
提示:代入f_y(x,0)=x。
步骤 5/5
目标:判断选项
由计算结果,f_xy''(0,0)=-1,f_yx''(0,0)=1,故选项D正确。
提示:注意混合偏导不一定相等。

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