设Г:x=x(t),y=y(t)(α<t<β)是区域D内的光滑曲线,即x(t),y(t)在区域(α,β)有连续的导数且x’2(t)+y’2(t)≠0,f(x,y)在D内有连续的偏导数。若P0∈Г是f(x,y)在Г上的极值点,求证:f(x,y)在点P0沿Г的切线方向的方向导数为零。
参考答案:主要基于
sinγ的方向导数计算公式.其中α,γ为切向量的方向角.
当(x,y)∈Г时,f(x,y)变成t的一元函数f[x(t),y(t)],记P0对应的参数为t0,即P0为
[x(t0),y(t0)]=(x0,y0).
P0是f(x,y)在Г的极值点,即t0是f[x(t),y(t)]的极值点,于是,由一元函数极值点的必要条件得
f[x(t),y(t)]是二元函数f(x,y)与一元函数x=x(t),y=y(t)的复合,由复合函数求导法得
其中:x=x(t),y=y(t).注意曲线Г在P0点处的切向量是[x’(t0),y’(t0)],单位切向量
因此,t=t0时,由①、②式得
由于
≠0及方向导数的计算公式得
解析:[考点提示] 方向导数以及方向向量.