二阶偏导数求导对比:两个变量的三元函数和三个变量的二元函数

已知函数 u = f(x+y,xy,xy), 求 2ux2, 2uxy, 2uy2.

其中,f 具有二阶连续偏导数。

难度评级:

为了方便计算,我们首先进行如下标注:

(1){x+y1xy2xy3

同时,在上面的 (1) 式中,分别对 xy 求偏导数,有:

(2){x+y1{x1y1xy2{xyyxxy3{x1yyxy2

接着,先求解一阶偏导数:

ux=f1+yf2+1yf3uy=f1+xf2xy2f3

于是:

2ux2= ux(f1+yf2+1yf3)= f11+yf12+1yf13 y(f21+yf22+1yf23) 1y(f31+yf32+1yf33)  二阶偏导数连续 {f12=f21f13=f31f23=f32= f11+2yf12+2yf13+y2f22+2f23+1y2f33

于是:

2uxy= uy(f1+yf2+1yf3)= f11+xf12xy2f13+f2 y(f21+xf22xy2f23)1y2f3 1y(f31+xf32xy2f33)= f11+(x+y)f12+(1yxy2)f13+f2+xyf221y2f3xy3f33

于是:

2uy2= uy(f1+yf2+1yf3)= f11+xf12xy2f13 x(f21+xf22xy2f23)+2xy3f3 xy2(f31+xf32xy2f33)= f11+2xf122xy2f13+x2f222x2y2f23+x2y4f33+2xy3f3


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