卷 2
填空题
本题共5小题,每小题3分,满分15分
1
同试卷 1 第 1 题
2
同试卷 1 第 2 题
3
同试卷 1 第 3 题
4
同试卷 1 第 4 题
5
同试卷 1 第 5 题
选择题
本题共5小题,每小题3分,满分15分
6
同试卷 1 第 6 题
7
同试卷 1 第 7 题
8
同试卷 1 第 8 题
9
同试卷 1 第 9 题
10
同试卷 1 第 10 题
计算题
本题共3小题,每小题5分,满分15分
11
同试卷 1 第 11 题
12
同试卷 1 第 12 题
13
同试卷 1 第 13 题
计算题
本题共3小题,每小题6分,满分18分
14
设
z=x3f(xy,xy)
,
f
具有连续二阶偏导数,
求
∂y∂z
,
∂y2∂2z
及
∂x∂y∂2z
.
【答案】
∂y∂z=x4fu+x2fv
∂y2∂2z=x5fuu+2x3fuv+xfvv
∂x∂y∂2z=x4yfuu+4x3fu+2xfv−yfvv
其中
fu=∂u∂f
,
fv=∂v∂f
,
fuu=∂u2∂2f
,
fuv=∂u∂v∂2f
,
fvv=∂v2∂2f
,且
u=xy
,
v=xy
.
【解析】
设
u=xy
,
v=xy
,则
z=x3f(u,v)
.
首先求
∂y∂z
:
∂y∂z=x3∂y∂f=x3(∂u∂f∂y∂u+∂v∂f∂y∂v)=x3(fu⋅x+fv⋅x1)=x4fu+x2fv.
其次求
∂y2∂2z
:
∂y2∂2z=∂y∂(x4fu+x2fv)=x4∂y∂fu+x2∂y∂fv.
其中
∂y∂fu=∂u∂fu∂y∂u+∂v∂fu∂y∂v=fuu⋅x+fuv⋅x1=xfuu+x1fuv,
∂y∂fv=∂u∂fv∂y∂u+∂v∂fv∂y∂v=fvu⋅x+fvv⋅x1=xfuv+x1fvv( fuv=fvu).
代入得
∂y2∂2z=x4(xfuu+x1fuv)+x2(xfuv+x1fvv)=x5fuu+x3fuv+x3fuv+xfvv=x5fuu+2x3fuv+xfvv.
最后求
∂x∂y∂2z
:
∂x∂y∂2z=∂x∂(∂y∂z)=∂x∂(x4fu+x2fv)=∂x∂(x4fu)+∂x∂(x2fv).
计算
∂x∂(x4fu)=4x3fu+x4∂x∂fu,∂x∂(x2fv)=2xfv+x2∂x∂fv.
其中
∂x∂fu=∂u∂fu∂x∂u+∂v∂fu∂x∂v=fuu⋅y+fuv⋅(−x2y)=yfuu−x2yfuv,
∂x∂fv=∂u∂fv∂x∂u+∂v∂fv∂x∂v=fvu⋅y+fvv⋅(−x2y)=yfuv−x2yfvv.
代入得
∂x∂(x4fu)=4x3fu+x4(yfuu−x2yfuv)=4x3fu+x4yfuu−x2yfuv,
∂x∂(x2fv)=2xfv+x2(yfuv−x2yfvv)=2xfv+x2yfuv−yfvv.
合并得
∂x∂y∂2z=(4x3fu+x4yfuu−x2yfuv)+(2xfv+x2yfuv−yfvv)=x4yfuu+4x3fu+2xfv−yfvv.
以上即为所求。
15
同试卷 1 第 14 题
16
已知
R3
的两个基为
α1=111,α2=10−1,α3=101与β1=121,β2=234,β3=343, 求由基
α1,α2,α3
到基
β1,β2,β3
的过渡矩阵.
【答案】
【解析】
设矩阵
A=11110−1101
,其列为基
α1,α2,α3
;矩阵
B=121234343
,其列为基
β1,β2,β3
。由基
α
到基
β
的过渡矩阵
P
满足
B=AP
,即
P=A−1B
。
计算
A
的逆矩阵:
A−1=0212110−10−2121 则:
P=A−1B=0212110−10−2121121234343=20−13−1040−1 验证:
β1=2α1+0α2−1α3
,
β2=3α1−1α2+0α3
,
β3=4α1+0α2−1α3
,符合要求。
解答题
17
同试卷 1 第 15 题
18
同试卷 1 第 16 题
19
同试卷 1 第 18 题
20
同试卷 1 第 19 题
21
同试卷 1 第 20 题