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设函数u(x,y)在有界闭区域D上连续,在D的内部具有2阶连续偏导数,且满足∂2u∂x∂y≠0及∂2u∂x2+∂2u∂y2=0.结论:①u(x,y)在D的内部有驻点;②u(x,y)在D的内部有极值;③u(x
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设函数u(x,y)在有界闭区域D上连续,在D的内部具有2阶连续偏导数,且满足
≠0及
+
=0.结论:
①u(x,y)在 D的内部有驻点;
②u(x,y)在 D的内部有极值;
③u(x,y)在 D的边界上有最大值;
④u(x,y)在 D的边界上有最小值.
则这4个结论中正确的是( )
A.①②
B.②③
C.③④
D.④①
∂2u |
∂x∂y |
∂2u |
∂x2 |
∂2u |
∂y2 |
①u(x,y)在 D的内部有驻点;
②u(x,y)在 D的内部有极值;
③u(x,y)在 D的边界上有最大值;
④u(x,y)在 D的边界上有最小值.
则这4个结论中正确的是( )
A.①②
B.②③
C.③④
D.④①
▼优质解答
答案和解析
①不一定成立,②是错误的:
如果u(x,y)在D的内部有极值,不妨设在点P0(x0,y0)取得极值,则
|P0=
|P0=0,且
|P0•
|P0-(
|P0)2>0.(1)
另一方面,
因为
+
=0,
所以
=-
.
又因为
≠0,
从而,
|P0•
|P0-(
|P0)2
=-(
|P0)2-(
|P0)2<0,
与(1)矛盾,故u(x,y)在D的内部没有极值,②错误.
①选项难以判断其是否成立:u(x,y)在D的内部可以有驻点,但是驻点不能是极值点.
③正确:
函数u(x,y)在有界闭区域D上连续,故u(x,y)在D上存在最大值.
如果u(x,y)在区域D内某点P0(x0,y0)处取的最大值,则必为极大值点.由②的分析可知,u(x,y)在区域D内没有极值点,故最大值只能在边界上取到.
④正确:类似于③的分析可以证明.
综上,选项③④正确.
故选:C.
如果u(x,y)在D的内部有极值,不妨设在点P0(x0,y0)取得极值,则
∂u |
∂x |
∂u |
∂y |
∂2u |
∂x2 |
∂2u |
∂y2 |
∂2u |
∂x∂y |
另一方面,
因为
∂2u |
∂x2 |
∂2u |
∂y2 |
所以
∂2u |
∂x2 |
∂2u |
∂y2 |
又因为
∂2u |
∂x∂y |
从而,
∂2u |
∂x2 |
∂2u |
∂y2 |
∂2u |
∂x∂y |
=-(
∂2u |
∂y2 |
∂2u |
∂x∂y |
与(1)矛盾,故u(x,y)在D的内部没有极值,②错误.
①选项难以判断其是否成立:u(x,y)在D的内部可以有驻点,但是驻点不能是极值点.
③正确:
函数u(x,y)在有界闭区域D上连续,故u(x,y)在D上存在最大值.
如果u(x,y)在区域D内某点P0(x0,y0)处取的最大值,则必为极大值点.由②的分析可知,u(x,y)在区域D内没有极值点,故最大值只能在边界上取到.
④正确:类似于③的分析可以证明.
综上,选项③④正确.
故选:C.
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