问题
问答题
设u=u(x,y)在全平面上有连续偏导数,
(Ⅰ) 作极坐标变换x=rcosθ,y=rsinθ,求
的关系式;
(Ⅱ) 若
(
(x,y)),求证:u(x,y)为常数;
(Ⅲ) 若
(x2+y2≥R2>0),求证:
.
答案
参考答案:(Ⅰ) 由复合函数求导法[*]
[*]
(Ⅱ) 由题(Ⅰ),[*]
又u(rcosθ,rsinθ)对r在[0,+∞)上连续[*]
u(x,y)=u(rcosθ,rsinθ)=u(rcosθ,rsinθ)|r=0=u(0,0)([*](x,y)).
(Ⅲ) 由题(Ⅰ),有[*].对r从R到r积分得
[*]
注意,u(Rcosθ,Rsinθ)对θ∈[0,2π]上连续,故有界。
又由[*]
因此[*]