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简答题

设函数f(x,y)的全微分为 (ax²y² - 2xy²)dx + (2x³y + bx²y + 1)dy,求a,b的值以及f(x,y)的表达式。

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答案:

解析:

根据题目给出的全微分表达式,我们可以列出如下方程组:
$\begin{cases}
\frac{\partial f}{\partial x} = ax^{2}y^{2} - 2xy^{2}\
\frac{\partial f}{\partial y} = 2x^{3}y + bx^{2}y + 1
\end{cases}$对这两个方程进行积分,可以得到函数$f(x,y)$的表达式为:
$f(x,y) = x^{2}y^{2} - xy^{2} + \int (bx^{2}y + 1) dy$对第二个方程进行积分,得到:
$\int (bx^{2}y + 1) dy = bx^{\frac{3}{2}}y^{\frac{3}{2}} + y$所以函数$f(x,y)$的完整表达式为:
$f(x,y) = x^{2}y^{2} - xy^{2} + bx^{\frac{3}{2}}y^{\frac{3}{2}} + y$由全微分的形式不变性,我们知道原题目中的全微分应该等于常数,即:
$\int (ax^{2}y^{2} - 2xy^{2}) dx + \int (bx^{3}y + bx^{2}y + 1) dy = C$由此可得:
$\frac{\partial f}{\partial x} dx + \frac{\partial f}{\partial y} dy = C \Rightarrow a = 2, b = 1$因此,最终答案为 $a = 2$, $b = 1$, $f(x,y) = x^{2}y^{2} - xy^{2} + x^{3}y + \frac{x^{2}y}{2}$。

创作类型:
原创

本文链接:设函数f(x,y)的全微分为 (ax²y² - 2xy²)dx + (2x³y + bx²y + 1

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