我们来分析并解答这道题目。
题目给出:
f(x+y,xy)=x2−y2
我们需要求:
∂u∂fu=1,v=1和∂v∂fu=1,v=1
设:
u=x+y
v=xy
则函数可以写成:
f(u,v)=x2−y2
我们需要用 u 和 v 表示 x 和 y。
从 v=xy,得到:
y=vx
将 y=vx 代入 u=x+y:
u=x+vx=x(1+v)
x=1+vu
然后,利用 y=vx:
y=v⋅x=v⋅1+vu=1+vvu
因此,我们得到:
x=1+vu
y=1+vvu
计算 x2:
x2=(1+vu)2=(1+v)2u2
计算 y2:
y2=(1+vvu)2=(1+v)2v2u2
因此:
x2−y2=(1+v)2u2−(1+v)2v2u2
x2−y2=(1+v)2u2−v2u2
x2−y2=(1+v)2u2(1−v2)
注意到:
1−v2=(1−v)(1+v)
所以:
x2−y2=(1+v)2u2(1−v)(1+v)=1+vu2(1−v)
因此,函数可以写成:
f(u,v)=1+vu2(1−v)
f(u,v)=1+vu2(1−v)
这里 (1−v)/(1+v) 看作常数(因为是对 u 求偏导),所以:
f(u,v)=1+v1−v⋅u2
令:
k(v)=1+v1−v
则:
f(u,v)=k(v)⋅u2
对 u 求偏导:
∂u∂f=k(v)⋅2u
∂u∂f=2u⋅1+v1−v
f(u,v)=1+vu2(1−v)
使用商的求导法则,设:
f(u,v)=1+vu2(1−v)
其中,分子为 u2(1−v),分母为 1+v。
商的求导公式:
∂v∂(h(v)g(v))=[h(v)]2g′(v)h(v)−g(v)h′(v)
这里:
g(v)=u2(1−v)
h(v)=1+v
计算 g′(v):
g(v)=u2(1−v)
g′(v)=u2⋅(−1)=−u2
计算 h′(v):
h(v)=1+v
h′(v)=1
因此:
∂v∂f=[h(v)]2g′(v)h(v)−g(v)h′(v)
∂v∂f=(1+v)2(−u2)(1+v)−(u2(1−v))(1)
∂v∂f=(1+v)2−u2(1+v)−u2(1−v)
∂v∂f=(1+v)2−u2(1+v)−u2(1−v)
∂v∂f=(1+v)2−u2(1+v)−u2(1−v)
∂v∂f=(1+v)2−u2(1+v)−u2(1−v)
∂v∂f=(1+v)2−u2(1+v)−u2(1−v)
∂v∂f=(1+v)2−u2(1+v)−u2(1−v)
∂v∂f=(1+v)2−u2(1+v)−u2(1−v)
∂v∂f=(1+v)2−u2(1+v)−u2(1−v)
∂v∂f=(1+v)2−u2(1+v)−u2(1−v)
=(1+v)2−u2(1+v)−u2(1−v)
=(1+v)2−u2(1+v)−u2(1−v)
=(1+v)2−u2(1+v)−u2(1−v)
=(1+v)2−u2(1+v)−u2(1−v)
=(1+v)2−u2(1+v)−u2(1−v)
=(1+v)2−u2(1+v)−u2(1−v)
=(1+v)2−u2(1+v)−u2(1−v)
=(1+v)2−u2(1+v)−u2(1−v)
=(1+v)2−u2(1+v)−u2(1−v)
=(1+v)2−u2(1+v)−u2(1−v)
[ = \frac{-u^2 (1 + v) - u^2 (1 - v)}{(1 + v)^2}
[ = \frac{-u^2 (1 + v) - u^2 (1 - v)}{(1 + v)^2}
[ = \frac{-u^2 (1 + v) - u^2 (1 - v)}{(1 + v)^2}
[ = \frac{-u^2 (1 + v) - u^2 (1 - v)}{(1 + v)^2}
[ = \frac{-u^2 (1 + v) - u^2 (1 - v)}{(1 + v)^2}
[ = \frac{-u^2 (1 + v) - u^2 (1 - v)}{(1 + v)^2}
[ = \frac{-u^2 (1 + v) - u^2 (1 - v)}{(1 + v)^2}
[ = \frac{-u^2 (1 + v) - u^2 (1 - v)}{(1 + v)^2}
[ = \frac{-u^2 (1 + v) - u^2 (1 - v)}{(1 + v)^2}
[ = \frac{-u^2 (1 + v) - u^2 (1 - v)}{(1 + v)^2}
[ = \frac{-u^2 (1 + v) - u^2 (1 - v)}{(1 + v)^2}
[ = \frac{-u^2 (1 + v) - u^2 (1 - v)}{(1 + v)^2}
[ = \frac{-u^2 (1 + v) - u^2 (1 - v)}{(1 + v)^2}
[ = \frac{-u^2 (1 + v) - u^2 (1 - v)}{(1 + v)^2}
[ = \frac{-u^2 (1 + v) - u^2 (1 - v)}{(1 + v)^2}
[ = \frac{-u^2 (