2025年03月27日
数学 / 高等数学
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一、全微分

对于二元函数 ,仅研究一个自变量变化时函数的性态是不够的,经常要讨论两个自变量 分别有增量 时,相应函数值的改变量(即全增量):

的变化情况。类似于一元函数的微分,下面以二元函数为例介绍多元函数的全微分。

设二元函数 在点 的某邻域内有定义,若存在常数 对充分小的 均有

其中 ,则称函数 在点 处可微。称 为函数 在点 处的全微分,记作

由上面定义可知,全微分为全增量 的主要部分,因其为 的线性函数,通常称为线性主部。若 在点 处可微,则 在点 处可偏导。

证明:若函数 在点 处可微,则存在常数 使得 其中 。当 时, 因此 同样可得

根据上面定理,若函数 在点 处可微,则 特别地,对于函数 ,有 类似地,

根据上面的定理及说明,若函数 在点 处可微,则

二、多元函数求偏导的链式法则

由于多元函数含多个自变量,其复合结构要比一元函数复杂:我们先介绍二元复合函数的偏导数计算方法,据此可以很容易推广到其他多元复合函数的情况。

设函数 定义在平面的区域上,函数定义在平面的区域上,且满足 . 则函数是以为外函数,为内函数的复合函数,其中为函数的自变量,为函数中间变量。

设函数在点处偏导数存在,函数在对应点处有一阶连续偏导数,则均存在,且

证明:当

由于有一阶连续偏导数,根据全微分公式,有

时,.

时,.

所以

即: 同理可得: 上述给出的复合函数偏导数的计算方法,也称为复合函数偏导数计算的链式法则。

作者信息:老官童鞋gogoho
发表于:2025年03月27日