全导数
数学名词
已知二元函数z=f(u,v),其中u、v是关于x的一元函数,有u=u(x)、v=v(x),u、v作为中间变量构成自变量x的复合函数z,它最终是一个一元函数,它的导数就称为全导数。全导数的出现可以作为一类导数概念的补充,其中渗透着整合全部变量的思想。对全导数的计算主要包括一一型锁链法则、二一型锁链法则、三一型锁链法则,其中二一型锁链法则最为重要,并且可以将二一型锁链法则推广到更加一般的情况n一型锁链法则。
定义
设z是u、v的二元函数z=f(u,v),u、v是x的一元函数u=u(x)、v=v(x),z通过中间变量u、v构成自变量x的复合函数。这种两个中间变量、一个自变量的多元复合函数一元函数,其导数称为全导数。
相关定理
一一型锁链法则
在中间变量只有一个时,如z=f(u,x),它在相应点有连续导数,则可得一一型全导数锁链法则,即:
二一型锁链法则
设u=u(x)、v=v(x)在x可导,z=f(u,v)在相应点(u,v)有连续偏导数,则复合函数z=f(u(x),v(x))在x可导,且有:
证明:对于自变量x的该变量△x,变量u=u(x)、v=v(x)的改变量△u,△v,进一步有函数的该变量△z,因为函数z=f(u,v)可微,即有
对上式左右两端同除△x,得到:
又因为u=u(x)、v=v(x)可导,当时,对上式左右两端同时取极限,则有:
至此,证明完毕。
三一型锁链法则
在中间变量多于两个时,如z=f(u,v,w),而u=u(x)、v=v(x)、w=w(x),类似可得三一型全导数锁链法则,即:
典例
例1
z=f(x,y)有连续的偏导数,,求复合函数的全导数。
解:由二一型全导数锁链法则,计算得到:
例2
,求复合函数的全导数。
解:外层函数显含自变量s,由一一型全导数锁链法则,计算得到:
参考资料
最新修订时间:2022-08-25 14:13
目录
概述
定义
相关定理
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