Найти все производные z(x,y) первого и второго порядков,
если
z=√x2−y2tgz√x2−y2
Сразу дифференцировать это уравнение вредно. Сначала разделим обе части на √x2−y2
z√x2−y2=tgz√x2−y2 и перенесём всё влево: tgz√x2−y2−z√x2−y2=0. Представим уравнение в виде F(u)=0, где F(u)=tgu−u,u=z√x2−y2=z(x2−y2)−1/2. Тогда после дифференцирования можно сократить F′(u): F′(u)u′x=0⟹u′x=0. Далее u′x=z′x(x2−y2)−1/2+z∂∂x[(x2−y2)−1/2]=z′x(x2−y2)−1/2−12z(x2−y2)−3/22x= =z′x(x2−y2)−1/2−xz(x2−y2)−3/2=0, z′x(x2−y2)−1/2=xz(x2−y2)−3/2, z′x=xz(x2−y2)−2/2=xzx2−y2. Аналогично получим z′y: F′(u)u′y=0⟹u′y=0; u′y=z′y(x2−y2)−1/2+z∂∂y[(x2−y2)−1/2]=z′y(x2−y2)−1/2−12z(x2−y2)−3/2(−2y)= =z′y(x2−y2)−1/2+yz(x2−y2)−3/2=0, z′y(x2−y2)−1/2=−yz(x2−y2)−3/2, z′y=−yz(x2−y2)−2/2=−yzx2−y2=yzy2−x2. Теперь – вторые производные (они считаются уже в лоб): zxx″ =\frac{x^{2}z}{\left(x^{2}-y^{2}\right)^{2}}+\frac{z\left(x^{2}-y^{2}\right)}{\left(x^{2}-y^{2}\right)^{2}}-\frac{2x^{2}z}{\left(x^{2}-y^{2}\right)^{2}}=-\frac{y^{2}z}{\left(x^{2}-y^{2}\right)^{2}}, z'_{yy}=\frac{\partial}{\partial y}z'_{y}=\frac{y}{y^{2}-x^{2}}z'_{y}+\frac{z}{y^{2}-x^{2}}-\frac{yz}{\left(y^{2}-x^{2}\right)^{2}}2y=\frac{y}{y^{2}-x^{2}}\frac{yz}{y^{2}-x^{2}}+\frac{z\left(y^{2}-x^{2}\right)}{\left(y^{2}-x^{2}\right)^{2}}-\frac{2y^{2}z}{\left(y^{2}-x^{2}\right)^{2}}= =\frac{y^{2}z}{\left(y^{2}-x^{2}\right)^{2}}+\frac{z\left(y^{2}-x^{2}\right)}{\left(y^{2}-x^{2}\right)^{2}}-\frac{2y^{2}z}{\left(y^{2}-x^{2}\right)^{2}}=-\frac{x^{2}z}{\left(y^{2}-x^{2}\right)^{2}}, z''_{xy}=\frac{\partial}{\partial y}z'_{x}=\frac{\partial}{\partial y}\left(\frac{xz}{x^{2}-y^{2}}\right)=\frac{x}{x^{2}-y^{2}}z'_{y}-\frac{xz}{\left(x^{2}-y^{2}\right)^{2}}\left(-2y\right)=\frac{x}{x^{2}-y^{2}}\frac{yz}{y^{2}-x^{2}}+\frac{2xyz}{\left(x^{2}-y^{2}\right)^{2}}= =-\frac{xyz}{\left(x^{2}-y^{2}\right)^{2}}+\frac{2xyz}{\left(x^{2}-y^{2}\right)^{2}}=\frac{xyz}{\left(x^{2}-y^{2}\right)^{2}}.