1.2 偏导数与全微分
1.2.1 偏导数的概念
解 偏导数的求法(类似一元函数) ( 1 )固定一个变量,对另一个变量用一元函 数的公式法则求导
证 原结论成立.
证 由本例得知 为一整体符号
例 求函数 z = arcsinxy 的偏导数 解 (2) 对称函数 f (x, y) = f (y, x)
例 求函数 z = e xy (x + y) 的偏导数 解
2. 高阶偏导数 纯偏导 混合偏导 二阶及二阶以上的偏导数统称为高阶偏导数.
解
解
1.2.3 全微分 复习一元函数微分的定义 y = f (x) 增量: Δ y = f (x + Δ x) - f (x) ≈ f ′ (x)dx + o( Δ x) 微分: dy = f ′ (x)dx ≈Δ y
二、全微分的定义 由一元函数微分学中增量与微分的关系得
全增量的概念
问题: (1) z = f(x, y) 可微, A 、 B 如何确定 (2) z = f(x, y) 满足什么条件可微
事实上 可微与连续的关系
3 .可微的必要条件(微分与偏导数的关系)
证 总成立, 同理可得
一元函数在某点的导数存在 微分存在. 多元函数的各偏导数存在 全微分存在. 例如,
因为函数在( 0 , 0 )处的极限不存在,从而在点 ( 0 , 0 )处不连续,由定理 1 的推论可知: 多元函数的各偏导数存在 全微分存在.
可微的充分条件 全微分的求法
习惯上,记全微分为 全微分的定义可推广到三元及三元以上函数 通常我们把二元函数的全微分等于它的两个 偏微分之和这件事称为二元函数的微分符合叠加 原理. 叠加原理也适用于二元以上函数的情况.
解 所求全微分
解 所求全微分
1.2.4 多元复合函数与隐函数的微分法 一、多元复合函数的求导法则 一元函数: y = f(u) u = φ (x) 则 二元函数: z = f(u, v) u = φ (x, y) v = ψ (x, y)
全导数(只有一个自变量) 全导数. 以上公式中的导数 称为 全导数. z u v t
解 z u v x
定理称为多元函数求导的链式法则 z u v x y
解 z u v x y
解 设 u = x 2 -y 2, v = y/x
定理推广到多个中间变量 z u v x y w
定理 1.7 设函数 在点 (x,y) 处的偏导数存在, 二元函数 在对应点 (x,y) 处可微, 则复合函数的偏导数存在,且有 只有一个中间变量 z ux y
例 设函数 z = f(u) 可导, u y z x 解
2 、隐函数的求导公式 隐函数的求导公式
解 令 F(x,y) = sin(x+y) - xy 则 例 设 sin(x+y) = xy, 求
解令 则 例 1-29 设
例 设由 F(x + y +z, xyz) = 0 确定的隐函数 z = f(x, y) , 求 , 解 令 u = x + y +z, v = xyz 则 F x = F 1 + yzF 2 ; F y = F 1 + xzF 2 F z = F 1 + xyF 2