kaoyan3basic 高等数学 第249题

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📝 题目

### 第249题 249 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,$\displaystyle y'(x)=-\frac{F_x}{F_y}$,在$(x_0,y_0)$处$F_x=0$,故$y'(x_0)=0$。步骤2:$\displaystyle y''(x)=-\frac{F_{xx}F_y-F_{xy}F_x}{F_y^2}$,代入$x_0$得$\displaystyle y''(x_0)=-\frac{F_{xx}(x_0,y_0)}{F_y(x_0,y_0)}$。步骤3:由$F_y>0$,$y''(x_0)>0$时$x_0$为极小值点,即$\displaystyle -\frac{F_{xx}}{F_y}>0$,故$F_{xx}<0$。 **难度**:★★★☆☆

📋 详细解题步骤

步骤 1/3
目标:求一阶导数 y'(x0)
由隐函数求导公式,y'(x) = -F_x/F_y。代入点(x0,y0),已知F_x(x0,y0)=0,F_y(x0,y0)>0,得y'(x0)=0。
公式:y'(x) = -F_x/F_y
提示:注意F_y不为0,且此处F_x=0。
步骤 2/3
目标:求二阶导数 y''(x0)
对y'(x)再次求导,利用商法则和链式法则,得y''(x) = -(F_{xx}F_y - F_{xy}F_x)/F_y^2。代入(x0,y0),由于F_x=0,化简得y''(x0) = -F_{xx}(x0,y0)/F_y(x0,y0)。
公式:y''(x) = -(F_{xx}F_y - F_{xy}F_x)/F_y^2
提示:注意F_x=0简化了表达式。
步骤 3/3
目标:判断极值条件
由极值判定定理,若y'(x0)=0且y''(x0)>0,则x0为极小值点。已知F_y>0,故y''(x0)>0等价于-F_{xx}/F_y>0,即F_{xx}<0。因此F_{xx}(x0,y0)<0是充分条件。
公式:y''(x0) > 0 ⇔ F_{xx}(x0,y0) < 0
提示:注意F_y>0,不等号方向不变。

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