高等数学复旦大学出版第三版下册课后参考答案1

1、习题八1. 判断下列平面点集哪些是开集、闭集、区域、有界集、无界集？并分别指出它们的聚点集和边界：(1) (x, y)|x0;(2) (x, y)|1x2+y24;(3) (x, y)|yx2;(4) (x, y)|(x-1)2+y21(x, y)|(x+1)2+y21.解：(1)开集、无界集，聚点集：R2，边界：(x, y)|x=0.(2)既非开集又非闭集，有界集,聚点集：(x, y)|1x2+y24，边界：(x, y)|x2+y2=1(x, y)| x2+y2=4.(3)开集、区域、无界集，聚点集：(x, y)|yx2，边界：(x, y)| y=x2.(4)闭集、有界集，聚点集即是其本身，边界：(x, y)|(x-1)2+y2=1(x, y)|(x+1)2+y2=1.2. 已知f(x, y)=x2+y2-xytan,试求.解：3. 已知,试求解：f( x + y, x-y, x y) =( x + y)xy+(x y)x+y+x-y =(x + y)xy+(x y)2x.4. 求下列各函数的定义域：解：5. 求下列各极限：解：(1)原式=(2)原式=+.(3)原式=(4)原式=(5

2、)原式=(6)原式=6. 判断下列函数在原点O(0，0)处是否连续：(3) 解：(1)由于又，且,故.故函数在O(0,0)处连续.(2)故O(0,0)是z的间断点.(3)若P(x,y) 沿直线y=x趋于(0，0)点，则,若点P(x,y) 沿直线y=-x趋于(0，0)点，则故不存在.故函数z在O(0，0)处不连续.7. 指出下列函数在向外间断：(1) f (x,y)=;(2) f (x,y)=;(3) f (x,y)=ln(1x2y2);(4)f (x,y)=解：(1)因为当y=-x时，函数无定义，所以函数在直线y=-x上的所有点处间断，而在其余点处均连续.(2)因为当y2=2x时，函数无定义，所以函数在抛物线y2=2x上的所有点处间断.而在其余各点处均连续.(3)因为当x2+y2=1时，函数无定义，所以函数在圆周x2+y2=1上所有点处间断.而在其余各点处均连续.(4)因为点P(x,y)沿直线y=x趋于O(0,0)时.故(0，0)是函数的间断点，而在其余各点处均连续.8. 求下列函数的偏导数：(1)z = x2y+;(2)s =;(3)z = xln;(4)z = lntan;(5)z

3、 = (1+xy)y;(6)u = zxy;(7)u = arctan(x-y)z;(8).解：(1)(2) (3)(4) (5)两边取对数得故 (6)(7)(8)9.已知，求证：.证明： .由对称性知 .于是 .10.设，求证：.证明： ,由z关于x,y的对称性得故 11.设f (x,y) = x+(y-1)arcsin，求fx(x,1) .解：则.12.求曲线在点（2，4，5）处的切线与正向x轴所成的倾角.解：设切线与正向x轴的倾角为,则tan=1. 故=.13.求下列函数的二阶偏导数：(1)z = x4+ y4-4x2y2;(2)z = arctan;(3)z = yx;(4)z = .解：(1)由x,y的对称性知(2)，(3)(4)14.设f (x, y, z) = xy2+yz2+zx2,求解：17915.设z = x ln ( x y)，求及.解：16.求下列函数的全微分：(1);(2);(3);(4).解：(1)(2) (3)(4)17. 求下列函数在给定点和自变量增量的条件下的全增量和全微分：(1)(2)解：(1)(2)18.利用全微分代替全增量，近似计算：(1) (1

4、.02)3(0.97)2;(2);(3)(1.97)1.05.解：(1)设f(x,y)=x3y2，则故df(x,y)=3x2y2dx+2x3ydy=xy(3xydx+2x2dy)取x=1,y=1,dx=0.02,dy=-0.03，则(1.02)3(0.97)2=f(1.02,0.97)f(1,1)+df(1,1)=1312+113110.02+212(-0.03)=1.(2)设f(x,y)=,则故取,则(3)设f(x,y)=xy,则df(x,y)=yxy-1dx+xylnxdy，取x=2,y=1,dx=-0.03,dy=0.05,则19.矩型一边长a=10cm，另一边长b=24cm, 当a边增加4mm，而b边缩小1mm时，求对角线长的变化.解：设矩形对角线长为l，则当x=10,y=24,dx=0.4,dy=-0.1时，(cm)故矩形的对角线长约增加0.062cm.20.解：因为圆锥体的体积为 而 时， 21.解：设水池的长宽深分别为 则有: 精确值为： 近似值为: 22. 求下列复合函数的偏导数或全导数：(1)求,；(2)z, xuv,yuv, 求,；(3), yx3, 求;(4) u

5、x2y2z2, x, y, z, 求.解：（1）(2)(3)(4).23. 设f具有一阶连续偏导数，试求下列函数的一阶偏导数：(1)(2)(3)解：(1)(2)(3)24.设为可导函数，证明：证明:故25. 设，其中f(u)为可导函数，验证：.证明： ,26. ,其中f具有二阶导数，求解：由对称性知，27. 设f具有二阶偏导函数，求下列函数的二阶偏导数：(1)(2)(3)解：(1),(2)(3)28. 试证：利用变量替换,可将方程化简为 .证明：设故29. 求下列隐函数的导数或偏导数：(1)，求;(2)，求；(3)，求;(4)，求.解：(1)解法1 用隐函数求导公式，设F(x,y)=siny+ex-xy2,则 故 .解法2 方程两边对x求导，得故 (2)设(3)方程两边求全微分，得则 故 (4)设,则 30. 设F(x, y, z)=0可以确定函数x = x(y, z), y = y(x, z), z = z(x, y),证明：.证明：31. 设确定了函数z = z(x,y),其中F可微，求.解：32. 求由下列方程组所确定的函数的导数或偏导数：(1) 求：(2) 求： (3) 其中f

6、,g具有连续偏导数函数，求(4) 求解：(1)原方程组变为方程两边对x求导，得当 (2)设故 (3)设则 故 (4)是已知函数的反函数，方程组两边对x求导，得整理得 解得 方程组两边对y求导得整理得 解得 33. 设，试求解：由方程组可确定反函数，方程组两边对x求导，得解得 所以 方程组两边对y求导，得解得 所以 .*34. 求函数在(2，-1)点的泰勒公式.解：故*35. 将函数在(1,1)点展到泰勒公式的二次项.解：习题九1. 求下曲线在给定点的切线和法平面方程：(1)x=asin2t,y=bsintcost,z=ccos2t,点;(2)x2+y2+z2=6,x+y+z=0,点M0(1,-2,1);(3)y2=2mx,z2=m-x,点M0(x0,y0,z0).解：曲线在点的切向量为当时， 切线方程为.法平面方程为即 .（2）联立方程组它确定了函数y=y(x),z=z(x)，方程组两边对x求导，得解得 在点M0（1，-2，1）处，所以切向量为1，0，-1.故切线方程为法平面方程为1(x-1)+0(y+2)-1(z-1)=0即x-z=0.(3)将方程y2=2mx,z2=m-x两边分别对x求导，得于是 曲线在点（x0,y0,z0）处的切向量为,故切线方程为法平面方程为.2. t (0 t 2)为何值时，曲线L：x = t-sint, y=1-cost, z = 4sin在相应点的切线垂直于平面，并求相应的切线和法平面方程。解：,在t处切向量为,已知平面的法向量为.且,故解得，相应点的坐标为.且故切线方程为法平面方程为即 .3. 证明：螺旋线x = acost, y = asint, z = bt的切线与z轴形成定角。证明：螺旋线的切向量为.与z轴同向的单位向量为两向量的夹角余弦为为一定值。故螺旋线的切线与z轴形成定角。4. 指出曲面z = xy上何处的法线垂直于平面x-2y+z =6,并求出该点的法线方程与切平面方程。解：zx=y, zy=x.曲面法向量为.已知平面法向量为.且，故有解得x=2,y=-1,此时，z=-2.即（2,-1,-2）处曲面的法线垂直于平面，且在该点处的法线方程为.切平面方程为-1(x-2)+2(y+1)-(z+2)=0即 x-2y+z-2=0.5. 求下列曲面在给定点的切平面和法线方程：(1)

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