偏导数

王朝百科·作者佚名  2010-02-17
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研究背景在一元函数中,我们已经知道导数就是函数的变化率。对于二元函数我们同样要研究它的"变化率"。然而,由于自变量多了一个,情况就要复杂的多。

在xOy平面内,当动点由P(x0,y0)沿不同方向变化时,函数f(x,y)的变化快慢一般说来是不同的,因此就需要研究f(x,y)在(x0,y0)点处沿不同方向的变化率。

在这里我们只学习函数f(x,y)沿着平行于x轴和平行于y轴两个特殊方位变动时,f(x,y)的变化率。

偏导数的定义x方向的偏导

设有二元函数z=f(x,y),点(x0,y0)是其定义域D内一点.把y固定在y0而让x在x0有增量△x,相应地函数z=f(x,y)有增量(称为对x的偏增量)△z=f(x0+△x,y0)-f(x0,y0)。

如果△z与△x之比当△x→0时的极限存在,那么此极限值称为函数z=f(x,y)在(x0,y0)处对x的偏导数(partial derivative)。记作f'x(x0,y0)。

y方向的偏导

函数z=f(x,y)在(x0,y0)处对x的偏导数,实际上就是把y固定在y0看成常数后,一元函数z=f(x,y0)在x0处的导数

同样,把x固定在x0,让y有增量△y,如果极限存在

那么此极限称为函数z=(x,y)在(x0,y0)处对y的偏导数.记作f'y(x0,y0)

偏导数的求法

当函数z=f(x,y)在(x0,y0)的两个偏导数f'x(x0,y0)与f'y(x0,y0)都存在时,

我们称f(x,y)在(x0,y0)处可导。如果函数f(x,y)在域D的每一点均可导,

那么称函数f(x,y)在域D可导。

此时,对应于域D的每一点(x,y),必有一个对x(对y)的偏导数,因而在域D确定了一个新的二元函数,

称为f(x,y)对x(对y)的偏导函数。简称偏导数。

高阶偏导数如果二元函数z=f(x,y)的偏导数f'x(x,y)与f'y(x,y)仍然可导,

那么这两个偏导函数的偏导数称为z=f(x,y)的二阶偏导数。

二元函数的二阶偏导数有四个:f"xx,f"xy,f"yx,f"yy.

注意:f"xy与f"yx的区别在于:前者是先对x求偏导,然后将所得的偏导函数再对y求偏导;后者是先对y求偏导再对x求偏导.当f"xy与f"yx都连续时,求导的结果与先后次序无关。

 
 
 
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