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108 學年度台綜大微積分 B 第 8 題

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108學年度 · 108台綜大微積分B · 第 8 題

題目

Problem

(8) (10 pts) Let ff be the function

f(x,y)={xy2+12y3x2+y2,if (x,y)≠(0,0)0,if (x,y)=(0,0).f(x,y)= \begin{cases} \dfrac{xy^2+\frac{1}{2}y^3}{x^2+y^2}, & \text{if }(x,y)\ne(0,0) \\ 0, & \text{if }(x,y)=(0,0). \end{cases}

Evaluate fx(0,0)f_x(0,0) and fy(0,0)f_y(0,0) if they exist.

解答

解法一

偏導數要回到定義。沿 xx 軸時,f(h,0)=0f(h,0)=0,故

fx(0,0)=lim⁡h→0f(h,0)−f(0,0)h=0.f_x(0,0)=\lim_{h\to0}\frac{f(h,0)-f(0,0)}{h}=0.

沿 yy 軸時,f(0,k)=12kf(0,k)=\frac12k,因此

fy(0,0)=lim⁡k→0f(0,k)−f(0,0)k=lim⁡k→012kk=12.f_y(0,0)=\lim_{k\to0}\frac{f(0,k)-f(0,0)}{k} =\lim_{k\to0}\frac{\frac12k}{k} =\boxed{\frac12}.

所以

fx(0,0)=0,fy(0,0)=12.\boxed{f_x(0,0)=0,\qquad f_y(0,0)=\frac12}.