如果 z=ln(2x+y^2),则 dz=()A. dz=(2)/(2x+y^2)dx+(2x)/(2x+y^2)dyB. dz=(2x)/(2x+y^2)dx+(2)/(2x+y^2)dyC. dz=(2)/(2x+y^2)dx+(2y)/(2x+y^2)dyD. dz=(2y)/(2x+y^2)dx+(2)/(2x+y^2)dy
A. $dz=\frac{2}{2x+y^2}dx+\frac{2x}{2x+y^2}dy$
B. $dz=\frac{2x}{2x+y^2}dx+\frac{2}{2x+y^2}dy$
C. $dz=\frac{2}{2x+y^2}dx+\frac{2y}{2x+y^2}dy$
D. $dz=\frac{2y}{2x+y^2}dx+\frac{2}{2x+y^2}dy$
题目解答
答案
解析
本题考查多元函数全微分的计算。解题思路是先求出函数$z = \ln(2x + y^2)$对$x$和$y$的偏导数,再根据全微分公式$dz=\frac{\partial z}{\partial x}dx+\frac{\partial z}{\partial y}dy$计算$dz$。
步骤一:求$\frac{\partial z}{\partial x}$
根据复合函数求导法则,若$z = \ln(u)$,$u = 2x + y^2$,则$\frac{\partial z}{\partial x}=\frac{\partial z}{\partial u}\cdot\frac{\partial u}{\partial x}$。
- 对$z = \ln(u)$关于$u$求导,可得$\frac{\partial z}{\partial u}=\frac{1}{u}$。
- 对$u = 2x + y^2$关于$x$求导,因为$y$看作常数,所以$\frac{\partial u}{\partial x}=2$。
将$u = 2x + y^2$代入$\frac{\partial z}{\partial u}$,再根据复合函数求导法则可得:
$\frac{\partial z}{\partial x}=\frac{1}{2x + y^2}\cdot2=\frac{2}{2x + y^2}$
步骤二:求$\frac{\partial z}{\partial y}$
同样根据复合函数求导法则,$\frac{\partial z}{\partial y}=\frac{\partial z}{\partial u}\cdot\frac{\partial u}{\partial y}$。
- 前面已求得$\frac{\partial z}{\partial u}=\frac{1}{u}$。
- 对$u = 2x + y^2$关于$y$求导,因为$x$看作常数,所以$\frac{\partial u}{\partial y}=2y$。
将$u = 2x + y^2$代入$\frac{\partial z}{\partial u}$,再根据复合函数求导法则可得:
$\frac{\partial z}{\partial y}=\frac{1}{2x + y^2}\cdot2y=\frac{2y}{2x + y^2}$
步骤三:计算$dz$
根据全微分公式$dz=\frac{\partial z}{\partial x}dx+\frac{\partial z}{\partial y}dy$,将$\frac{\partial z}{\partial x}=\frac{2}{2x + y^2}$和$\frac{\partial z}{\partial y}=\frac{2y}{2x + y^2}$代入可得:
$dz=\frac{2}{2x + y^2}dx+\frac{2y}{2x + y^2}dy$