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3
2z 2z 2z 2z
x
yx xy y 2 x2
y
2z 3z
2z
xxy xyx
xy yx2zyx3yz2
例 二元函 z数 f(x,y)的三阶偏导数:
4
2z 2z 2z 2z
x
yx xy y 2 x2
y
2z
xy2zxy3zx2
yx 2z 3z yyx yxy
二元函 z数 f(x,y)的三阶偏共导23数 = 8 : 项.
能熟 12. 练求出它们的方程。知道曲线族的包络的概念及其法。 13. 12. 理解二元函数无约束极值的概念,能熟练求出二元函数的
无约 14. 束极值。了解条件极值(有约束极值)的概念,能熟练运
用拉 15. 格朗日乘数法求条件极值。 16. 13. 掌握建立与多元函数极值有关的数学模型的方法。会求解
6. 会求隐函数(包括由方程组确定的隐函数)的一阶、二阶偏数。 7. 知道二元函数的泰勒公式形式。 8. 知道 n 元函数的偏导数概念及其求法。 9. 熟悉平面的方程和直线的方程及其求法。 10. 了解空间(平面)曲线的参数方程和一般方程。知道曲面方程。 11. 11. 了解曲线的切线与法平面、曲面的切平面与法线的概念,并
则必有
2
f (x0, xy
y0)
2
f (x0, yx
y0)
.
废话! 求出偏导数 才能判断连续性, 这时 一眼就可看出混合偏导 数是否相等了, 还要定 理干什么.
有些函数不必 求出其导数,就可知 道它的导函数是否 连续. 懂吗!
证 在U(x(0,y0))内考虑式子
A f ( x 0 x , y 0 y ) f ( x 0 x , y 0 )
例
求 zx3y23x3yx y1的二阶偏导数.
解
z
x z
x
x
y y
y
二阶混合偏导数: 2 z (3x2y23y3y)6x2y9y21 x y y 2 z (2x3y9xy2x)6x2y9y21 y x x
发现两个混合偏导数相等
一般性?
观察
这里的两个混合偏导数均连续
例
设
xy(x2y2) f(x,y) x2y2 ,
f( x 0 ,y 0 y ) f( x 0 ,y 0 )
令
( x ) f( x ,y 0 y ) f( x ,y 0 )
则
A ( x 0 x )( x 0 )
由二阶混续 合性 偏可 导 (知 x)数 在 U , 的 x0 (,y (0 函 )连 内 ) 数
连续、可导, 由拉格朗日中值定理得
A ( x 0 1 x ) x , ( 0 1 1 . )
即
A [ f x ( x 0 1 x ,y 0 y ) f x ( x 0 1 x ,y 0 ) x ]
y y
1
fyx(0,
0)
limfy(x,0)fy(0,0)
x 0
x
lim
x0
x x
1
在该 ,fx (0 y,例 0 )fy (中 0 x,0 ), 这说明只有在一定的条件下求函数 的高阶偏导数才与求导顺序无关.
定理
若 zf(x,y)的二阶混合偏导数在
U(x(0, y0))内存在且在点 (x0, y0) 处连续,
x2y2 0
0,
x2y2 0
求 fxy(0,0), fyx(0,0).
解 需按定义求函数在点(0, 0) 处的偏导数:
fx(0,
0)
f(x,0)f(0,0)
lim
0
x 0
x
fy(0,
0)
limf(0,y)f(0,0)0
y0
y
不相等
fxy(0,
பைடு நூலகம்0)
limfx(0,y)fx(0,0)
y0
y
lim
y0
3. 理解二元和三元函数的偏导数、全导数、全微分等概念。 了解全微分存在的必要条件和充分条件。了解二元函数的 偏导数和全微分的几何意义。
4. 熟练掌握二元和三元函数的偏导数、全导数、全微分的计 算方法及复合函数求导法。能熟练求出函数的二阶偏导数。 了解求偏导与求导顺序无关的条件。
5. 理解方向导数的概念,并掌握它的计算方法以及它与梯度 的关系。
第七节 高阶偏导数
多元函数的高阶导数与一元函数的情形类似.
一般说来, 在区域 内, 函数 z = f (x, y) 的偏导数
z , z x y z , z x y
仍是变量 x , y 的多元函数, 如果偏导数
仍可偏导, 则它们的偏导数就是原来函数
的二阶偏导数.
依此类推, 可定义多元函数的更高阶的导数.
1
2z 2z 2z 2z
x
yx xy y 2 x2
y
2z
x
x2z2
3z x3
x2
2z
yx2
x23zy
例 二元函 z数 f(x,y)的三阶偏导数:
2
2z 2z 2z 2z
x
yx xy y 2 x2
y
2z
xy2z2
3z y2x
y2
y
2z y2
3z y3
例 二元函 z数 f(x,y)的三阶偏导数:
07高阶偏导数59035
高等院校非数学类本科数学课程
大学数学
(三)
多元微积分学
第一章 多元函数微分学
教案编写:曾 刘金 楚平 中 电子制作:曾 刘金 楚平 中
第一章 多元函数微分学
本章学习要求:
1. 理解多元函数的概念。熟悉多元函数的“点函数”表示法。
2. 知道二元函数的极限、连续性等概念,以及有界闭域上连 续函数的性质。会求二元函数的极限。知道极限的“点函 数”表示法。
一般地, 若函数 f (X) 的 m-1 阶偏导数仍可偏 导,
则称其偏导数为原来函数的 m 阶偏导数.
二阶和二阶以上的偏导数均称为高阶偏导数, 其 中, 关于不同变量的高阶导数, 称为混合偏导数.
例 二元函 z数 f(x,y)的二阶偏导数:
z
x x2xx z
x
x
y y2 yy y
y
z x x
2
x
z
2
z 2 z y x x y
x
z y
y
2z x
y
yz
2
y
z
2
高阶偏导数还可使用下列记号
2z x2
fxx
f11
2z xy
fxy
f12
2z y2
f yy
f22
2z yx
f yx
f21
二元函数的二阶偏导数共 22 = 4 项
例 二元函 z数 f(x,y)的三阶偏导数:
发现求高阶导数与求导顺序有关.
例
求 zx3y23x3yx y1的二阶偏导数.
解 先求一阶偏导数: z3x2y23y3y, x
再求二阶偏导数: z x
z2x3y9xy2x, y
x z
x
y y
y
2z x2
z (3x2y23y3y) 6xy2 x x x
2z y2
y
z y
(2x3y9xy2x)2x3 18xy y