2016年考研数二第17题解析:利用偏导数求函数极值 题目 编号:A2016217 已知函数 z= z(x,y) 由方程 (x2+ y2)z+ lnz+ 2(x+y+1)=0 确定,求 z=z(x,y) 的极值. 解析 对式子 (x2+ y2)z+ lnz+ 2(x+y+1)=0 中的变量 x 求偏导,可得: 2xz+(x2+y2)∂z∂x+1z∂z∂x+2=0. 对式子 (x2+ y2)z+ lnz+ 2(x+y+1)=0 中的变量 y 求偏导,可得: 2yz+(x2+y2)∂z∂y+1z∂z∂y+2=0. 令: {∂z∂x=0;∂z∂y=0. 则: {2xz+2=0;2yz+2=0.⇒ ①{x=−1z;y=−1z.① 将 ①① 式代入到 (x2+ y2)z+ lnz+ 2(x+y+1)=0, 可得: 2zz2+lnz+−4z+2=0⇒ 2z+lnz+−4z+2=0⇒ lnz–2z+2=0⇒ ②z=1.② 结合 ①① 式和 ②② 式,可得: {x=−1;y=−1. 接着: 2xz+(x2+y2)∂z∂x+1z∂z∂x+2=0⇒ 继续对求偏导继续对x求偏导⇒ 2(z+x∂z∂x)+2x∂z∂x+(x2+y2)∂2z∂x2–1z2(∂z∂x)2+1z∂2z∂x2=0⇒ ③2z+4x∂z∂x+(x2+y2)∂2z∂x2–1z2(∂z∂x)2+1z∂2z∂x2=0.③ 2xz+(x2+y2)∂z∂x+1z∂z∂x+2=0⇒ 继续对求偏导继续对y求偏导⇒ ④2x∂z∂y+2y∂z∂x+(x2+y2)∂2z∂x∂y–1z2∂z∂y∂z∂x+1z∂2z∂x∂y=0.④ 2yz+(x2+y2)∂z∂y+1z∂z∂y+2=0⇒ 继续对求偏导继续对y求偏导⇒ 2(z+y∂z∂y)+2y∂z∂y+(x2+y2)∂2z∂y∂y–1z2(∂z∂y)2+1z∂2z∂y∂y=0⇒ ⑤2z+4y∂z∂y+(x2+y2)∂2z∂y∂y–1z2(∂z∂y)2+1z∂2z∂y∂y=0.⑤ 将 x=−1, y=−1, ∂z∂x=0, ∂z∂y=0, z=1 分别代入上面得到的 ③③, ④④, ⑤⑤ 式,可得: {2z+4x∂z∂x+(x2+y2)∂2z∂x2–1z2(∂z∂x)2+1z∂2z∂x2=0;2x∂z∂y+2y∂z∂x+(x2+y2)∂2z∂x∂y–1z2∂z∂y∂z∂x+1z∂2z∂x∂y=0;2z+4y∂z∂y+(x2+y2)∂2z∂y∂y–1z2(∂z∂y)2+1z∂2z∂y∂y=0.⇒ {2+3⋅∂2z∂x2=0;3⋅∂2z∂x∂y=0;2+3⋅∂2z∂y∂y=0.⇒ {A=∂2z∂x2=−23;B=∂2z∂x∂y=0;C=∂2z∂y∂y=−23. 由于 AC−B2=49>0, 于是,点 (−1,−1) 是函数 z(x,y) 的一个极值点。 又由于 A=−23<0, 因此,点 (−1,−1) 是函数 z(x,y) 的一个极大值点,且极大值为: z=1. 相关文章: 二元三重复合函数求导法则(B012) 旋度的定义(B022) 一个复合函数求二阶偏导的例题:u(x,y) = u(x2+y2) 二元二重复合函数求导法则(B012) 斯托克斯公式(B021) 2015年考研数二第05题解析 [高数]记录一个较复杂的复合函数求偏导过程 2014年考研数二第18题解析:偏导数、二阶常系数非齐次线性微分方程 2014年考研数二第11题解析 2013年考研数二第05题解析 高斯公式/高斯定理(B021) 2018年考研数二第19题解析:条件极值、拉格朗日乘数法 散度的定义(B022) 求二阶偏导的小技巧:复用一阶偏导的部分结果 2012年考研数二第11题解析 2015年考研数二第13题解析 一元二重复合函数求导法则(B012) 三元复合函数求导法则(B012) 二元函数的全微分(B012) 二元函数的全增量(B012) 二元空间曲面上某点处的法线方程(B013) 极值存在的必要条件(B013) 二元空间曲面上某点处的切平面方程(B013) 空间曲面的面积(B020) 格林公式(B021)