D32偏导数与全微分
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多元函数的偏导数与全微分的关系及计算方法一、多元函数的偏导数与全微分的定义和关系在多元函数中,每个自变量都可以对应一个偏导数。
偏导数表示在其他自变量保持不变的情况下,函数对某个自变量的变化的敏感程度。
而全微分则是函数在一个点附近的近似变化。
1. 偏导数的定义多元函数$f(x_1, x_2, \cdots, x_n)$关于$x_i$的偏导数,表示在$x_i$方向上的变化率,记作$\frac{\partial f}{\partial x_i}$。
其中,$\frac{\partial}{\partial x_i}$表示对$x_i$求偏导数的运算符。
2. 全微分的定义多元函数$f(x_1, x_2, \cdots, x_n)$在点$(x_1, x_2, \cdots, x_n)$处的全微分,表示函数在此点的一个近似变化,记作$df$。
全微分可以通过各个偏导数的线性组合表示,即$df = \frac{\partial f}{\partial x_1}dx_1 + \frac{\partial f}{\partial x_2}dx_2 + \cdots + \frac{\partial f}{\partial x_n}dx_n$。
3. 偏导数与全微分的关系根据全微分的定义可以得到以下关系:$$df = \frac{\partial f}{\partial x_1}dx_1 + \frac{\partial f}{\partial x_2}dx_2 +\cdots + \frac{\partial f}{\partial x_n}dx_n$$这说明全微分$df$可以看作各个偏导数乘以相应自变量的微小变化量的累加。
二、多元函数的偏导数与全微分的计算方法计算多元函数的偏导数和全微分需要运用一些特定的计算方法,下面将介绍一些常用的方法。
1. 隐函数求导当多元函数以隐函数的形式给出时,可以通过隐函数求导的方法来计算偏导数。
1。
偏导数代数意义偏导数是对一个变量求导,另一个变量当做数对x求偏导的话y就看作一个数,描述的是x方向上的变化率对y求偏导的话x就看作一个数,描述的是y方向上的变化率几何意义对x求偏导是曲面z=f(x,y)在x方向上的切线对y求偏导是曲面z=f(x,y)在x方向上的切线这里在补充点。
就是因为偏导数只能描述x方向或y方向上的变化情况,但是我们要了解各个方向上的情况,所以后面有方向导数的概念。
2。
微分偏增量:x增加时f(x,y)增量或y增加时f(x,y)偏微分:在detax趋进于0时偏增量的线性主要部分detaz=fx(x,y)detax+o(detax)右边等式第一项就是线性主要部分,就叫做在(x,y)点对x的偏微分这个等式也给出了求偏微分的方法,就是用求x的偏导数求偏微分全增量:x,y都增加时f(x,y)的增量全微分:根号(detax方+detay方)趋于0时,全增量的线性主要部分同样也有求全微分公式,也建立了全微分和偏导数的关系dz=Adx+Bdy 其中A就是对x求偏导,B就是对y求偏导希望楼主注意的是导数和微分是两个概念,他们之间的关系就是上面所说的公式。
概念上先有导数,再有微分,然后有了导数和微分的关系公式,公式同时也指明了求微分的方法。
3.全导数全导数是在复合函数中的概念,和上面的概念不是一个系统,要分开。
u=a(t),v=b(t)z=f[a(t),b(t)]dz/dt 就是全导数,这是复合函数求导中的一种情况,只有这时才有全导数的概念。
dz/dt=(偏z/偏u)(du/dt)+(偏z/偏v)(dv/dt)建议楼主在复合函数求导这里好好看看书,这里分为3种情况。
1.中间变量一元就是上面的情况,才有全导数的概念。
2.中间变量有多元,只能求偏导 3.中间变两有一元也有多元,还是求偏导。
对于你的题能求对x的偏导数,对y的偏导数,z的全微分,不能求全导数如果z=f(x^2,2^x) 只有这种情况下dz/dx才是全导数!偏导数就是在一个范围里导数,如在(x0,y0)处导数。