多元函数求导法则
- 格式:doc
- 大小:408.50 KB
- 文档页数:17
多元复合函数的求导法则详解具体来说,有两种常见的多元复合函数情况,即链式法则和求导法则。
下面将结合具体例子详细解释这两种求导法则。
链式法则:链式法则适用于一个函数内部嵌套一个函数的情况。
我们用一个简单的例子来说明。
假设有一个函数f(x)=x²+1,另一个函数g(y)=y³。
现在我们要求复合函数h(x)=g(f(x))的导数。
首先,我们可以计算出 f(x) 的导数 df/dx = 2x。
然后我们计算g(y) 的导数dg/dy = 3y²。
接下来,我们利用链式法则来求解 h(x) 的导数。
根据链式法则,h(x) 的导数可以表示为 h'(x) = (dg/df) *(df/dx)。
在这个例子中,(dg/df) 表示 g'(f(x))。
我们可以通过将 f(x) 的结果代入到 g(y) 中来计算 (dg/df)。
即将 f(x) 的结果代入到 g(y)中得到h(x) = g(f(x)) = (f(x))³ = (x²+1)³。
然后我们计算 g'(f(x)),也就是求 g(f(x)) 的导数。
根据前面的计算, g(y) 的导数dg/dy = 3y²。
将 f(x) 的结果代入 dg/dy 中,即f(x) = x²+1,我们得到dg/df = 3(x²+1)²。
接下来,我们将 (dg/df) 和 df/dx 代入链式法则的公式中,即h'(x) = (dg/df) * (df/dx) = 3(x²+1)² * 2x = 6x(x²+1)²。
因此,我们得出 h(x) 的导数为h'(x) = 6x(x²+1)²。
这个例子说明了链式法则的使用方法,即先计算每个嵌套函数的导数,然后将这些导数代入到链式法则的公式中,得到最终的复合函数的导数。
4多元复合函数的求导法则多元复合函数的求导法则可以通过链式法则来进行推导和应用。
链式法则是微积分中一种基本的求导法则,用于求解复合函数的导数。
在多元函数的情况下,链式法则也同样适用。
1.一元函数的链式法则首先回顾一下一元函数的链式法则。
对于一个一元函数f(g(x)),其中g(x)是x的函数,我们可以使用链式法则求导:(f(g(x)))'=f'(g(x))*g'(x)这个法则的核心思想在于,我们把函数f的导数与待求函数对x的导数相乘。
2.二元函数的链式法则推广到二元函数的情况,假设我们有一个二元函数z=f(x,y),其中x 是自变量,y是中间变量。
我们可以通过链式法则来求导。
首先,我们考虑z关于x的偏导数,记作∂z/∂x。
由链式法则可得:∂z/∂x = (∂f/∂x)(dx/dx) + (∂f/∂y)(dy/dx)由于dx/dx=1,dy/dx是变量关于中间变量的导数,我们可以令∂z/∂x 简化为:∂z/∂x = (∂f/∂x) + (∂f/∂y)(dy/dx)同理,我们也可以求z关于y的偏导数∂z/∂y:∂z/∂y = (∂f/∂x)(dx/dy) + (∂f/∂y)(dy/dy)由于dy/dy=1,dx/dy是变量关于中间变量的导数,我们可以令∂z/∂y简化为:∂z/∂y = (∂f/∂x)(dx/dy) + (∂f/∂y)3.多元函数的链式法则如果函数z与多个自变量有关,即z=f(x1, x2, ..., xn),我们可以使用类似的方式计算其偏导数。
对于z关于x1的偏导数∂z/∂x1,我们需要乘以x1关于中间变量的导数。
具体来说,我们可以写出:∂z/∂x1 = (∂f/∂x1)(dx1/dx1) + (∂f/∂x2)(dx2/dx1) + ... +(∂f/∂xn)(dxn/dx1)同理,我们也可以对z关于其他自变量求偏导数,得到类似的表达式。
4.链式法则的应用链式法则在实际问题中有广泛的应用,特别是在多元函数的求导计算中。
第四节 多元复合函数的求导法则一. 全导数多元函数经复合运算后, 一般仍是多元函数, 但也可能成为一元函数.按前面关于多元函数的讨论方法, 复合函数求导法则的研究可从复合后成为一元函数的情况开始.这就是全导数问题.你能由此猜想到多元函数的复合函数求导法则吗 ?你能由此猜想到多元函数的复合函数求导法则吗 ?由此可推至一般的情况由此可推至一般的情况设以下函数满足定理的条件; )( , )( , ),(t y y t x x y x f z ===;)( , )( , )( , ),,(t z z t y y t x x z y x f u ====. )( , )( , ),,(x z z x y y z y x f u === 请同学自己写请同学自己写开始对答案你做对了吗 ?你做对了吗 ?二. 链导法则一般多元复合函数的求导法则假设所有出现的函数求导运算均成立,z uvwxy将 y 看成常数将 y 看成常数 将 x 看成常数 将 x 看成常数分别将 x , y 看成常数, 按全导数公式求导, 而在具体运算时, 实质上又是求多元函数的偏导数.分别将 x , y 看成常数, 按全导数公式求导, 而在具体运算时, 实质上又是求多元函数的偏导数.u v x yzu v x yzuF x yyz∂∂ 2 21f e x f y yz xy′+′−=∂∂ 自己做 自己做=三. 全微分形式不变性记得吗?一元函数的微分有一个重要性质: 一阶微分形式不变性对函数)(u f y =不论 u 是自变量还是中间变量, 在可微的条件下, 均有d )(d u u f y ′=与y y z x x z z d d d ∂∂+∂∂=比较, 得与y y z x x z z d d d ∂∂+∂∂=比较, 得,0=+dz e dz )(ydx xdy +xy −与y y zx x z z d d d ∂∂+∂∂=比较, 得谢谢大家!。
多元复合函数x对y求导
多元复合函数是由多个函数组成的复杂函数。
在求导中,我们通
常采用链式法则来对其进行求导。
如果有一个函数y=f(u),另一个函数u=g(x),则将它们组合起来
得到复合函数y=f(g(x))。
其求导规律为:
dy/dx=(dy/du)*(du/dx)
这里的dy/du表示对f(u)进行求导,du/dx表示对g(x)进行求导。
那么,对多元复合函数x对y求导时,就可以将其视为一个复合函数,并按照链式法则来求解。
假设存在函数z=h(x,y),y=f(u),u=g(x),则将它们组合起来得
到多元复合函数z=h(x,f(g(x)))。
其求导规律为:
dz/dx=(∂z/∂x)+(∂z/∂y)*(dy/dx)
这里的∂z/∂x和∂z/∂y分别表示对z关于x和y的偏导数,dy/dx
同样表示对f(g(x))关于x的导数。
根据链式法则,我们可以将dy/dx
拆分为dy/du和du/dx,即:
dy/dx=(dy/du)*(du/dx)
=(df/du)*(du/dx)
=(df/du)*(dg/dx)
将其代入dz/dx的公式中,可以得到:
dz/dx=(∂z/∂x)+(∂z/∂y)*(df/du)*(dg/dx)
这样,我们就可以通过多元复合函数的偏导数和链式法则来求解其对y的导数了。
多元函数的偏导数与全导数的概念及计算方法一、多元函数的偏导数概念及计算方法多元函数的偏导数是指在多元函数中,固定其他变量而对某一个变量求导的结果。
偏导数的计算方法可分为两种:使用基本的导数法则以及使用偏导数的定义。
1. 使用基本的导数法则计算偏导数假设有一个多元函数f(x1, x2, ..., xn),则可以通过以下导数法则来计算它的偏导数:a. 对于一个与x1有关的函数,固定其他变量而对x1求导,得到偏导数∂f/∂x1。
对于每一个变量,都可以类似操作。
b. 对于一个与x1和x2有关的函数,固定其他变量而对x1和x2分别求导,得到偏导数∂f/∂x1和∂f/∂x2。
c. 继续对函数的其他变量进行相同的操作,直到计算得到所有的偏导数。
2. 使用偏导数的定义计算偏导数使用偏导数的定义计算偏导数需要先确定一个变量为自变量,其他变量为常数。
然后根据函数的定义,求出对应自变量的导数。
例如,对于一个二元函数f(x, y),其偏导数可以表示为∂f/∂x和∂f/∂y。
计算时,我们先固定y为常数,然后将f(x, y)看作只是关于x的函数,使用基本的导数法则计算∂f/∂x。
接着,我们再固定x为常数,将f(x, y)看作只是关于y的函数,使用基本的导数法则计算∂f/∂y。
二、多元函数的全导数概念及计算方法多元函数的全导数是指对于一个多元函数中的每个自变量,都求出对应的偏导数。
全导数的计算方法与偏导数的计算方法类似。
假设有一个多元函数f(x1, x2, ..., xn),则可以通过以下步骤来计算它的全导数:1. 计算所有的偏导数固定每个变量,分别对其求偏导数∂f/∂x1, ∂f/∂x2, ..., ∂f/∂xn。
这一步的计算方法可以使用上述的偏导数的计算方法。
2. 组合所有的偏导数将所有的偏导数组合在一起,形成一个向量,即全导数的结果。
如果函数有n个自变量,全导数可以表示为向量(d1f, d2f, ..., dnf)。
需要注意的是,全导数不同于偏导数的一个重要特点是可以通过向量的方式来表示。