Tienes la expresión de la función:
U = x3*f(p,q), con:
p = y/x, cuyas derivadas parciales quedan: px = -y/x2, py = 1/x, pz = 0,
q = z/x, cuyas derivadas parciales quedan: qx = -z/x2, qy = 0, qz = 1/x.
Observa que U es función de p y de q, y observa que p y q son funciones de x, de y, y de z.
Luego, plantea las expresiones de las derivadas parciales de la función U (observa que debes aplicar la regla del producto y la regla de la cadena):
Ux = 3x2*f(p,q) + x3*(fp*px + fq*qx) = 3x2*f(p,q) + x3*(-fp*y/x2 - fq*z/x2) = 3x2*f(p,q) - fp*y*x - fq*z*x,
Uy = x3*(fp*py + fq*qy) = x3*(fp*1/x + fq*0) = fp*x2,
Uz = x3*(fp*pz + fq*qz) = x3*(fp*0 + fq*1/x) = fp*x2.
Luego, plantea:
x*Ux + y*Uy + z*Uz =
sustituyes:
= x*(3x2*f(p,q) - fp*y*x - fq*z*x) + y*fp*x2 + z*fp*x2 =
distribuyes el primer término y ordenas factores en todos los términos:
= 3*x3*f(p,q) - x2*y*fp - x2*z*fq + x2*y*fp + x2*z*fq =
cancelas términos opuestos:
= 3*x3*f(p,q) =
sustituyes la expresión de la función U:
= 3*U.
Espero haberte ayudado.