一元函数微分学 / 微分与全微分 / 常规计算与结论整理 / 隐函数F(x,y,z)=0确定的z=z(x,y)全微分计算
已知函数 $z=f(x,y)$ 由方程 $e^{-xy}-2z+e^z=0$ 所确定,求 $dz$。
正确答案
$dz=\dfrac{e^{-xy}(y\,dx+x\,dy)}{e^z-2}$
题目解析
【解】设 $F(x,y,z)=e^{-xy}-2z+e^z$,则方程确定为隐函数 $z=z(x,y)$。
计算偏导数:
$$\frac{\partial F}{\partial x}=-ye^{-xy}, \quad \frac{\partial F}{\partial y}=-xe^{-xy}, \quad \frac{\partial F}{\partial z}=-2+e^z.$$
由隐函数求导公式得:
$$\frac{\partial z}{\partial x}=-\frac{F_x}{F_z}=\frac{ye^{-xy}}{e^z-2}, \quad \frac{\partial z}{\partial y}=-\frac{F_y}{F_z}=\frac{xe^{-xy}}{e^z-2}.$$
故全微分为:
$$dz=\frac{\partial z}{\partial x}dx+\frac{\partial z}{\partial y}dy=\frac{ye^{-xy}}{e^z-2}dx+\frac{xe^{-xy}}{e^z-2}dy.$$
整理得:
$$dz=\frac{e^{-xy}(y\,dx+x\,dy)}{e^z-2}.$$
因此,$dz=\dfrac{e^{-xy}(y\,dx+x\,dy)}{e^z-2}$。
计算偏导数:
$$\frac{\partial F}{\partial x}=-ye^{-xy}, \quad \frac{\partial F}{\partial y}=-xe^{-xy}, \quad \frac{\partial F}{\partial z}=-2+e^z.$$
由隐函数求导公式得:
$$\frac{\partial z}{\partial x}=-\frac{F_x}{F_z}=\frac{ye^{-xy}}{e^z-2}, \quad \frac{\partial z}{\partial y}=-\frac{F_y}{F_z}=\frac{xe^{-xy}}{e^z-2}.$$
故全微分为:
$$dz=\frac{\partial z}{\partial x}dx+\frac{\partial z}{\partial y}dy=\frac{ye^{-xy}}{e^z-2}dx+\frac{xe^{-xy}}{e^z-2}dy.$$
整理得:
$$dz=\frac{e^{-xy}(y\,dx+x\,dy)}{e^z-2}.$$
因此,$dz=\dfrac{e^{-xy}(y\,dx+x\,dy)}{e^z-2}$。