Math Problem Statement

Вычислите первую частную производную z′x функции z=−3x2y3+6e−ylnx−2x+12 в точке D(3;0). Ответ округлите до сотых Ответ: Вопрос 1

Solution

Давайте вычислим первую частную производную zxz'_x функции z=3x2y3+6eylnx2x+12z = -3x^2y^3 + 6e^{-y\ln x} - 2x + 12 по переменной xx и затем подставим точку D(3;0)D(3;0).

Шаг 1: Находим частную производную по xx

Функция zz состоит из нескольких слагаемых. Мы будем дифференцировать каждое слагаемое по xx.

  1. Частная производная от 3x2y3-3x^2y^3: x(3x2y3)=6xy3\frac{\partial}{\partial x}(-3x^2y^3) = -6xy^3 (Здесь yy — это константа по отношению к xx).

  2. Частная производная от 6eylnx6e^{-y\ln x}: Для этого слагаемого используем правило дифференцирования сложной функции. eylnx=xye^{-y\ln x} = x^{-y}, и дифференцируем: x(6eylnx)=6(yxy1)=6yxy1\frac{\partial}{\partial x} \left( 6e^{-y\ln x} \right) = 6 \cdot \left( -y \cdot x^{-y-1} \right) = -6y x^{-y-1}

  3. Частная производная от 2x-2x: x(2x)=2\frac{\partial}{\partial x}(-2x) = -2

  4. Частная производная от константы 12: Константа при дифференцировании даёт ноль: x(12)=0\frac{\partial}{\partial x}(12) = 0

Шаг 2: Составляем полную частную производную

Теперь соберем все части вместе: zx=6xy36yxy12z'_x = -6xy^3 - 6y x^{-y-1} - 2

Шаг 3: Подставляем точку D(3,0)D(3,0)

Теперь подставим x=3x = 3 и y=0y = 0 в выражение для zxz'_x:

  • Для первого слагаемого 6xy3-6xy^3, когда y=0y = 0, оно обнуляется: 6303=0-6 \cdot 3 \cdot 0^3 = 0
  • Для второго слагаемого 6yxy1-6y x^{-y-1}, при y=0y = 0 это тоже обнуляется: 60301=0-6 \cdot 0 \cdot 3^{-0-1} = 0
  • Для третьего слагаемого: 2-2

Таким образом, в точке D(3,0)D(3, 0) значение производной равно: zx=0+02=2z'_x = 0 + 0 - 2 = -2

Ответ:

zx(3,0)=2z'_x (3, 0) = -2

Ответ: 2-2.

Дополнительные вопросы:

  1. Как вычислить частную производную по yy для этой функции?
  2. Что такое частная производная и как она используется в задачах?
  3. Какие существуют методы дифференцирования сложных функций?
  4. Как можно вычислить частные производные для более сложных функций с несколькими переменными?
  5. Почему в данном примере некоторые слагаемые обнуляются при y=0y = 0?

Совет: Чтобы правильно вычислять частные производные, всегда обращайте внимание на то, какие переменные считаются независимыми, а какие — зависимыми.

Ask a new question for Free

By Image

Drop file here or Click Here to upload

Math Problem Analysis

Mathematical Concepts

Partial Derivatives
Differentiation
Multivariable Calculus
Chain Rule

Formulas

Partial derivative of z with respect to x: z'_x = -6xy^3 - 6y x^{-y-1} - 2

Theorems

Chain Rule for Differentiation

Suitable Grade Level

University (Calculus)