已知z=f(10xy,x^2+y^2,4x^3)求z二阶偏导数步骤

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主要内容:

本文通过全微分、链式求导法等方法,介绍计算抽象函数z= f(10xy,x^2+y^2,4x^3)的所有二阶偏导数的具体步骤。

 

已知z=f(10xy,x^2+y^2,4x^3)求z二阶偏导数步骤

方法/步骤

  1. 1

    一阶偏导数计算:

    z=f(10xy,x^2+y^2,4x^3),用全微分求导法,则有:

    dz=10f1'(ydx+xdy)+f2'(2xdx+2ydy)+12x^2f3'dx,即:

    dz=10yf1'dx+10xf1'dy+2xf2'dx+2yf2'dy+12x^2f3'dx,

    dz=(10yf1'+2xf2'+12x^2f3')dx+(10xf1'+2yf2')dy。

    则z对x的一阶偏导数为:

    =10yf1'+2xf2'+12x^2f3';

    同理,z对y的一阶偏导数为:

    =10xf1'+2yf2'。

     

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  2. 1
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  3. 2

    二阶偏导数求解:

    因为=10yf1'+2xf2'+12x^2f3',再次对x求导,

    所以

    =10y(f11''*10y+f12''*2x+12x^2f13'')+2f2'+2x(f21''10y+f22''*2x+12x^2f23'')+24xf3'+12x^2(f31''10y+f32''*2x+12x^2f33''),

    =100y^2f11''+40xyf12''+120yx^2f13''+2f2'+4x^2f22''+24x^3f23''+24xf3'+120yx^2f31''+24x^3f32''+144x^4f33'',

    =100y^2f11''+40xyf12''+24yx^2f13''+2f2'+4x^2f22''+48x^3f23''+24xf3'+144x^4f33''

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  4. 3

    因为=10xf1'+2yf2',再次对y求导,

    所以

    =10x(f11''*10x+f12''*2y+f13''*0)+2f2'+2y(f21''*10x+f22''*2y+f23''*0)

    =100x^2f11''+20xyf12''+2f2'+20xyf12''+4y^2f22'',

    =100x^2f11''+40xyf12''+2f2'+4y^2f22''.

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  5. 4

    因为=10xf1'+2yf2',再次对x求导,

    所以

    =10f1'+10x(f11''*10y+f12''*2x+12x^2f13'')+2y(f21''*10y+f22''*2x+12x^2f23'')

    =10f1'+100xyf11''+20x^2f12''+120x^3f13''+20y^2f12''+4xyf22''+24yx^2f23'',

    =10f1'+100xyf11''+20(1x^2+y^2)f12''+120x^3f13''+4xyf22''+24yx^2f23''。

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