z=f(xy,y)的二階偏導數其實有四個,它是建立在一階偏導數的基礎上的。一階偏導數有兩個,分别是關于x的偏導數和關于y的偏導數。而一階偏導數又都有關于x和關于y的偏導數,兩個一階偏導數就形成了z=f(xy,y)的四個二階偏導數。
因此,我們要先求z=f(xy,y)的兩個一階偏導數z'(x)和z'(y). z有兩個變量,第一個變量是本身也是一個函數,所以我們可以引入中間變量u=xy, 則u'(x)=y, u'(y)=x.
接下來利用複合函數的求導公式,就有z關于x的偏導數z'(x)=f1u'(x) f2y'(x)=f1u'(x)=yf1. 其中 f1表示z關于xy的偏導數,f2表示z關于y的偏導數,注意,這個y表示的是關于x的函數y,即它在這裡看作一個常數,而不是變量y,因此求y關于x的導數等于0,即y'(x)=0.
而z關于y的偏導數z'(y)=f1u'(y) f2y'=xf1 f2. 這裡的f1和f2與上面的f1和f2的意義是相同的.
有了這兩個一階偏導數,我們就可以求z的四個二階偏導數了。先求z'(xx)=yf11u'(x) yf12y'(x)=y^2f11. 這裡的f11表示f1關于xy的偏導數,f12表示f1關于y的偏導數,同樣的,這個y指的是函數y,而不是變量y,或者你可以認為它是一個中間變量。
再求z'(yy)=xf11u'(y) xf12y' f21u'(y) f22y'=x^2f11 xf12 xf21 f22,其中f11,f12的意義同上。而f21,f22也有相似的内涵,想必不需要老黃再多費口舌了吧。
最後求z'(xy)和z'(yx),當z連續時,它們是相等的,但這裡無法直接判斷函數是否連續,因此我們兩個都要求一求。
z'(xy)=f1 yf11u'(y) yf12y'=f1 xyf11 yf12. 這裡有積的導數公式的應用。其中的f1, f11, f12意義都同上,下面就不再累述了。
z'(yx)=f1 xf11u'(x) xf12y'(x) f21u'(x) f22y'(x)=f1 xyf11 yf21. 很明顯的,隻有當f12=f21時,函數z=f(xy,y)才連續。
很難理解的解題過程,相信學不懂的朋友,沒有老黃的解析,根本就不知道這是什麼。希望老黃的解析能幫上你的忙,看不懂請耐心多看幾遍,如果找到老黃一些錯漏的地方,請指出來,萬分感激,畢竟這個過程實在是太容易出錯了。
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