多元複合函式的求導法則是如何推導的

2021-04-02 01:05:45 字數 4302 閱讀 5048

1樓:齊峰環境

其實相同了很簡單,請看:

1.對於中間變數為一元函式的情形:

使用換元法 算外圍的,然後在乘以內圍的 例 y=cos(sinx)的導 把sinx 看作t 得y=--sint 再乘以sinx的導 得最終結果y=--sin(cosx)

2.中間變數為多元函式的情形:

舉個例子:z=f(x+y,xy,x),u=x+y,v=xydz/dx=(df/du)(du/dx)+(df/dv)(dv/dx)+df/dx,(「d」表示偏導的符號)

這裡的df/dx,是把u,y看作不變,僅僅是對z=f(x+y,xy,x)中的第三個位置的x求導

2樓:己亮禾代

^證明:

分析,該題考查了齊次函式和尤拉定理

根據已知:

f(tx,ty)=(t^n)f(x,y)

上式中對t求導,則:

[∂f/∂(tx)]·[d(tx)/dt]+[∂f/∂(ty)]·[d(ty)/dt]

=n[t^(n-1)]f(x,y)

[∂f/∂(tx)]·x+[∂f/∂(ty)]·y=n[t^(n-1)]f(x,y)

因為f(x,y)存在二階偏導,因此:

對上式再求關於t的導數,則:

·x+·y

=n(n-1)[t^(n-2)]f(x,y)因為二階偏導連續,因此混合偏導相等,因此:

[∂²f/∂(tx)²]·x²

+[∂²f/∂(tx)∂(ty)]·yx

+[∂²f/∂(ty)∂(tx)]·xy

+[∂²f/∂(ty)²]·y²

=n(n-1)[t^(n-2)]f(x,y)x²[∂²f/∂(tx)²]

+2xy[∂²f/∂(tx)∂(ty)]+y²[∂²f/∂(ty)²]

=n(n-1)[t^(n-2)]f(x,y)因為上式對任何t都成立,不妨令t=1,則:

x²(∂²f/∂x²)

+2xy(∂²f/∂x∂y)+y²(∂²f/∂y²)=n(n-1)f(x,y)證畢!

3樓:精銳長寧數學組

證法一:先證明個引理

f(x)在點x0可導的充要條件是在x0的某鄰域u(x0)內,存在一個在點x0連續的函式h(x),使f(x)-f(x0)=h(x)(x-x0)從而f'(x0)=h(x0)

證明:設f(x)在x0可導,令 h(x)=[f(x)-f(x0)]/(x-x0),x∈u'(x0)(x0去心鄰域);h(x)=f'(x0),x=x0

因lim(x->x0)h(x)=lim(x->x0)[f(x)-f(x0)]/(x-x0)=f'(x0)=h(x0)

所以h(x)在點x0連續,且f(x)-f(x0)=h(x)(x-x0),x∈u(x0)

反之,設存在h(x),x∈u(x0),它在點x0連續,且f(x)-f(x0)=h(x)(x-x0),x∈u(x0)

因存在極限lim(x->x0)h(x)=lim(x->x0)[f(x)-f(x0)]/(x-x0)=lim(x->x0)f(x)=h(x0)

所以f(x)在點x0可導,且f'(x0)=h(x0)

引理證畢。

設u=φ(x)在點u0可導,y=f(u)在點u0=φ(x0)可導,則複合函式f(x)=f(φ(x))在x0可導,且f'(x0)=f'(u0)φ'(x0)=f'(φ(x0))φ'(x0)

證明:由f(u)在u0可導,由引理必要性,存在一個在點u0連續的函式h(u),使f'(u0)=h(u0),且f(u)-f(u0)=h(u)(u-u0)

又由u=φ(x)在x0可導,同理存在一個在點x0連續函式g(x),使φ'(x0)=g(x0),且φ(x)-φ(x0)=g(x)(x-x0)

於是就有,f(φ(x))-f(φ(x0))=h(φ(x))(φ(x)-φ(x0))=h(φ(x))g(x)(x-x0)

因為φ,g在x0連續,h在u0=φ(x0)連續,因此h(φ(x))g(x)在x0連續,再由引理的充分性可知f(x)在x0可導,且

f'(x0)=f'(u0)φ'(x0)=f'(φ(x0))φ'(x0)

證法二:y=f(u)在點u可導,u=g(x)在點x可導,則複合函式y=f(g(x))在點x0可導,且dy/dx=(dy/du)*(du/dx)

證明:因為y=f(u)在u可導,則lim(δu->0)δy/δu=f'(u)或δy/δu=f'(u)+α(lim(δu->0)α=0)

當δu≠0,用δu乘等式兩邊得,δy=f'(u)δu+αδu

但當δu=0時,δy=f(u+δu)-f(u)=0,故上等式還是成立。

又因為δx≠0,用δx除以等式兩邊,且求δx->0的極限,得

dy/dx=lim(δx->0)δy/δx=lim(δx->0)[f'(u)δu+αδu]/δx=f'(u)lim(δx->0)δu/δx+lim(δx->0)αδu/δx

又g(x)在x處連續(因為它可導),故當δx->0時,有δu=g(x+δx)-g(x)->0

則lim(δx->0)α=0

最終有dy/dx=(dy/du)*(du/dx)

4樓:破曉大神

鏈式法則~

例如f(x)=g(2x)

f'(x)=g'(2x)*(2x)'

多元複合函式求導法則?

5樓:匿名使用者

全導抄數的概念就是對只有一襲個自變數而言的.一個多元函式無論與其他函式多少次複合,只要最終只有一個自變數,我們對這個唯一的自變數求導,求得的就是全導數.

而多元函式,無論它是否是與多元函式還是一元函式複合,只要最終函式的自變數不止一個,那麼就不存在全導數了,對各個自變數分別求得的就是偏導數.

例如z=f(u),u=g(x,y),複合函式z=f(g(x,y))就不存在對自變數x或y的全導數,只有對x或y的偏導數.

多元複合函式高階偏導求法

6樓:戰wu不勝的小寶

多元複合函式高階偏導求法如下:

一、多元複合函式偏導數

上面公式可以簡單記為「連線相乘,分線相加」;也可以藉助微分形式不變性,即函式有幾個中間變數,則偏導有幾部分組成(不排除個別部分為零).

二、多元複合函式二階偏導數

對於複合函式二階偏導數,關鍵需要理解函式對中間變數的偏導數依然為多元複合函式,其關係與原來因變數與自變數關係完全一致,即:

先畫出關係圖:

解決多元複合抽象函式高階偏導問題關鍵理清因變數與自變數關係,在解題過程中最後畫出關係圖,這樣可以避免多寫或漏寫。

偏導數的幾何意義:

表示固定面上一點的切線斜率。

偏導數 f'x(x0,y0) 表示固定面上一點對 x 軸的切線斜率;偏導數 f'y(x0,y0) 表示固定面上一點對 y 軸的切線斜率。

高階偏導數:如果二元函式 z=f(x,y) 的偏導數 f'x(x,y) 與 f'y(x,y) 仍然可導,那麼這兩個偏導函式的偏導數稱為 z=f(x,y) 的二階偏導數。二元函式的二階偏導數有四個:

f"xx,f"xy,f"yx,f"yy。

f"xy與f"yx的區別在於:前者是先對 x 求偏導,然後將所得的偏導函式再對 y 求偏導;後者是先對 y 求偏導再對 x 求偏導。當 f"xy 與 f"yx 都連續時,求導的結果與先後次序無關。

7樓:匿名使用者

高等數學第七版p70頁,例8

複合函式求導:δ

u/δx=(δu/δr)*(δr/δx)=-x/(r^3)-x/(r^3) 關於x的偏導數:(δu/δx)^2=δ[-x/(r^3)]/δx=-

=-=-

=-=-1/r^3+3x^2/r^5

8樓:zero醬

求複合函式的偏導數,關鍵在於找好路徑。鏈式法則是一個很好的解決工具。

拓展資料:

9樓:閃亮登場

多元複合函式的高階偏導數是考研數學的重要考點,同時也是多元函式微分學部分的難點,考查題型可以是客觀題也可以是主觀題,該知識點還經常與微分方程一起出綜合題。

解決多元複合函式高階偏導關鍵在於畫出關係圖,同時弄明白函式偏導數依然為多元複合函式。

一、多元複合函式偏導數

公式可以簡單記為「連線相乘,分線相加」;也可以藉助微分形式不變性,即函式有幾個中間變數,則偏導有幾部分組成(不排除個別部分為零).

二、多元複合函式二階偏導數

對於複合函式二階偏導數,關鍵需要理解函式對中間變數的偏導數依然為多元複合函式,其關係與原來因變數與自變數關係完全一致,即:

先畫出關係圖:

解決多元複合抽象函式高階偏導問題關鍵理清因變數與自變數關係,在解題過程中最後畫出關係圖,這樣可以避免多寫或漏寫.

複合函式求導公式是如何推匯出來的?

複合函式極限,複合函式的極限運演算法則

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二元函式f對其第一 個自變數的偏導數記作f1 對第二個自變數的偏導數記作內f2 它的好處是不用引入容中間變數的符號。如果引入了中間變數u,v,那麼f1 就是f u,v 對u的偏導數,f2 是f u,v 對v的偏導數。f1 與f2 還是u,v的函式,所以還是x,y的複合函式,繼續使用複合函式的求導法則...