題目
Problem
7. Define u(x,y)=y+xexy, where x=2s+t and y=2t+1.
(1) Find ∂x∂u when (x,y)=(0,1). (5%)
(2) Find ∂t∂u when (s,t)=(0,0). (5%)
解答
思路
展開
(1) 第一小題
直接對 u(x,y) 關於 x 求偏導:
∂x∂u=∂x∂(y+xexy)=exy+xyexy
將 (x,y)=(0,1) 代入即可。
(2) 第二小題
- 當 (s,t)=(0,0) 時,對應的自變數為 x=2(0)+0=0,y=2(0)+1=1。
- 根據多變數鏈鎖律,偏導數 ∂t∂u 的計算公式為:
∂t∂u=∂x∂u∂t∂x+∂y∂u∂t∂y
- 我們需要先計算 ∂y∂u=1+x2exy。
- 計算外部變數的偏微: ∂t∂x=1, ∂t∂y=2。
- 將所有數值代入。
答題過程
展開
(1) 第一小題
對 u(x,y) 關於 x 求偏導:
∂x∂u=0+1⋅exy+x⋅yexy=(1+xy)exy
代入 (x,y)=(0,1):
∂x∂u(0,1)=(1+0)e0=1
(2) 第二小題
當 (s,t)=(0,0) 時:
x=2(0)+0=0,y=2(0)+1=1
根據鏈鎖律公式:
∂t∂u=∂x∂u∂t∂x+∂y∂u∂t∂y
我們先計算 u 對 y 的偏導:
∂y∂u=∂y∂(y+xexy)=1+x2exy
在點 (x,y)=(0,1) 處:
∂y∂u(0,1)=1+02e0=1
接著計算 x,y 對 t 的偏導:
∂t∂x=1,∂t∂y=2
將所有結果代回鏈鎖律公式:
∂t∂u(s,t)=(0,0)=1⋅1+1⋅2=3
結論:
(1) ∂x∂u(0,1)=1。
(2) ∂t∂u(0,0)=3。