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 题目一:两个变量的三元函数 已知函数 u = f(x+y,xy,xy), 求 ∂2u∂x2, ∂2u∂x∂y, ∂2u∂y2. 其中,f 具有二阶连续偏导数。 难度评级: 解析一 为了方便计算,我们首先进行如下标注: (1){x+y↔1xy↔2xy↔3 同时,在上面的 (1) 式中,分别对 x 和 y 求偏导数,有: (2){x+y↔1{∂x→1∂y→1xy↔2{∂x→y∂y→xxy↔3{∂x→1y∂y→−xy2 接着,先求解一阶偏导数: ∂u∂x=f1′+yf2′+1yf3′∂u∂y=f1′+xf2′–xy2f3′ 于是: 二阶偏导数连续∂2u∂x2= ∂u∂x(f1′+yf2′+1yf3′)= f11′′+yf12′′+1yf13′′– y(f21′′+yf22′′+1yf23′′)– 1y(f31′′+yf32′′+1yf33′′)⇒ 二阶偏导数连续 ⇒{f12′′=f21′′f13′′=f31′′f23′′=f32′′= f11′′+2yf12′′+2yf13′′+y2f22′′+2f23′′+1y2f33′′ 于是: ∂2u∂x∂y= ∂u∂y(f1′+yf2′+1yf3′)= f11′′+xf12′′–xy2f13′′+f2′– y(f21′′+xf22′′–xy2f23′′)–1y2f3′– 1y(f31′′+xf32′′–xy2f33′′)= f11′′+(x+y)f12′′+(1y–xy2)f13′′+f2′+xyf22′′–1y2f3′–xy3f33′′ 于是: ∂2u∂y2= ∂u∂y(f1′+yf2′+1yf3′)= f11′′+xf12′′–xy2f13′′– x(f21′′+xf22′′–xy2f23′′)+2xy3f3′– xy2(f31′′+xf32′′–xy2f33′′)= f11′′+2xf12′′–2xy2f13′′+x2f22′′−2x2y2f23′′+x2y4f33′′+2xy3f3′ 页码: 页 1, 页 2