设z=xf(y⼀x)+2yf(x⼀y),f具有二阶连续导数且δ눀z⼀δxδy|x=a值为-by눀,a대b=3,(a,b>0),求f(x)

2024-11-07 01:48:31
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回答1:

ðz/ðx=f+x*f'*(-y/x^2)+2y*f'*(1/y)=f-(y/x)*f'+2f';
ðz/ðxðy=f'*(1/x)-(y/x)*f''-(1/x)*f'+2(-x/y^2)*f''=-(y/x+2x/y^2)*f'';
将b=3/a^3,ðz/ðxðy=-by^2=-3y^2/a^3,x=a代入上式得:
(y/a+2a/y^2)*f''=3y^2/a^3;即:f''=(3y^2/a^3)/(y/a+2a/y^2)=3y^4/(a^2*(y^3+2a^2));
f=∫(∫f''dy)dx=∫dx∫(f''dy=∫dy∫dy{3y^4/(a^2*(y^3+2a^2))};

上式中对y的积分是一个超越函数,将其分解因式:
3y^4/(a^2*(y^3+2a^2))=3y+[6a/(y+a)]-[6a(y-2a)/(y^2-ay+a^2)];

上式右端因式前二项的积分=3/2y^2+6a*ln(y+a)+C1;
第三项积分=-3a*ln(y^2-ay+a^2)+6a√(3)*arctan[2(y^2-ay+a^2)/a√3];
将以上结果代入f的积分式即得最终结果:
f=C2+C1*x+x*{3/2y^2+6a*ln(y+a)-3a*ln(y^2-ay+a^2)+6a√(3)*arctan[2(y^2-ay+a^2)/a√3]};

费了半径劲,结果却是不正确的,f本应是一元函数,最后出来个二元函数。此题原不能求出结果,因为f的二阶导数虽然形式上表现一样为f",内涵并不同,一个是(y/x)的函数,一个是(x/y)的函数,前面推导过程中将其系数合并应属错误。不知为什么会弄出这种题目。

回答2:

过程有点多 我就说下大概的步骤吧
1.求完偏导后方程两边同时对Y积分,得-y/a*f'(y/a)+f(y/a)+2f'(a/y)=-y^3/a^3+c
2.令y/a=x,上式两边同时除以-x^2后对X积分,得f(x)/x+2f(1/x)=x^2/2+c/x——A
3.令x=1/x,代入A后,得方程B,AB联立解得f(x)=-x^3/6+2cx/3+x^(-2)/3-3c