函数z=ln(1+x+2y)在点(1,1)处的全微分为A. 2ln2, (dx + dy)B. (1)/(4), (dx + dy)C. (1)/(4), dx + (1)/(2), dyD. (1)/(2), dx + (1)/(4), dy
A. $2\ln2\, (dx + dy)$
B. $\frac{1}{4}\, (dx + dy)$
C. $\frac{1}{4}\, dx + \frac{1}{2}\, dy$
D. $\frac{1}{2}\, dx + \frac{1}{4}\, dy$
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$z = \ln(1 + x + 2y)$关于$x$和$y$的偏导数,再将点$(1,1)$代入偏导数中,最后根据全微分公式$dz=\frac{\partial z}{\partial x}dx+\frac{\partial z}{\partial y}dy$计算出函数在该点处的全微分。
步骤一:求$z$关于$x$的偏导数$\frac{\partial z}{\partial x}$
根据复合函数求导法则,若$z = \ln(u)$,$u = 1 + x + 2y$,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$u = 1 + x + 2y$关于$x$求导,可得$\frac{\partial u}{\partial x}=1$。
所以$\frac{\partial z}{\partial x}=\frac{1}{1 + x + 2y}\times1=\frac{1}{1 + x + 2y}$。
步骤二:求$z$关于$y$的偏导数$\frac{\partial z}{\partial y}$
同样根据复合函数求导法则,$\frac{\partial z}{\partial y}=\frac{\partial z}{\partial u}\cdot\frac{\partial u}{\partial y}$。
- 已求得$\frac{\partial z}{\partial u}=\frac{1}{u}$。
- 对$u = 1 + x + 2y$关于$y$求导,可得$\frac{\partial u}{\partial y}=2$。
所以$\frac{\partial z}{\partial y}=\frac{1}{1 + x + 2y}\times2=\frac{2}{1 + x + 2y}$。
步骤三:将点$(1,1)$代入偏导数中
- 将$(1,1)$代入$\frac{\partial z}{\partial x}$,可得$\frac{\partial z}{\partial x}\big|_{(1,1)}=\frac{1}{1 + 1 + 2\times1}=\frac{1}{4}$。
- 将$(1,1)$代入$\frac{\partial z}{\partial y}$,可得$\frac{\partial z}{\partial y}\big|_{(1,1)}=\frac{2}{1 + 1 + 2\times1}=\frac{2}{4}=\frac{1}{2}$。
步骤四:计算函数在点$(1,1)$处的全微分$dz$
根据全微分公式$dz=\frac{\partial z}{\partial x}dx+\frac{\partial z}{\partial y}dy$,将$\frac{\partial z}{\partial x}\big|_{(1,1)}=\frac{1}{4}$和$\frac{\partial z}{\partial y}\big|_{(1,1)}=\frac{1}{2}$代入可得:
$dz\big|_{(1,1)}=\frac{1}{4}dx+\frac{1}{2}dy$