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偏导数在高中数学的(读:de)应用 偏导数的背景?

2025-03-22 08:03:31Shooter-GamesGames

偏导数的背景?在数学中,一个多变量的函数的偏导数,就是它关于其中一个变量的导数而保持其他变量恒定(相对于全导数,在其中所有变量都允许变化)。偏导数在向量分析和微分几何中是很有用的。引入:  在xOy平面内,当动点由P#28x0,y0#29沿不同方向变化时,函数f#28x,y#29的变化快慢一般说来是不同的,因此就需要研究f#28x,y#29在#28x0,y0#29点处沿不同方向的变化率

偏导数的背景?

在数学中,一个多变量的函数的偏导数,就是它关于其中一个变量的导数而保持其他变量恒定(相对于全导数,在《拼音:zài》其中所有变量都允许变化)。偏导数在向量分析和微分几何{hé}中是很有用的。

引【练:yǐn】入:

  在xOy平面内,当动点由P#28x0,y0#29沿不同方向变化时,函数f#28x,y#29的变化快慢一般说来是不同的,因此就(jiù)需要研究f#28x,y#29在#28x0,y0#29点处(繁体:處)沿《拼音:yán》不同方向的变化率。

  在这里我们只学{pinyin:xué}习函数f#28x,y#29沿着平行于x轴和平行于y轴[繁:軸]两个特殊方位变动时,f#28x,y#29的变化率。

  偏导数的《拼音:de》算子符号为:∂。

  偏导数反映(pinyin:yìng)的是函数沿坐标轴正方向的变化率。

偏导数的四则运算法则?

定义2. 1 设函数zf#28x,y#29在点#28x0,y0#29的某一邻域内有定{练:dìng}义当y固[拼音:gù]定在y0 而x在x0处有增量x时相应地函数有增量(liàng) f#28x0x,y0#29f#28x0,y0#29 

如果(读:guǒ)

#29处对(繁体:對)x的偏导数记为

即【pinyin:jí】

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同理可定义函数zf#28x,y#29在(拼音:zài)点#28x0,y0#29处对y的偏导数为

.

即(jí)

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高等数学下册讲稿 第四章 数学分析{练:xī}教研室

如果函数zf#28x,y#29在区[繁:區]域D内任一点#28x,y#29处对x的偏导数都存在那么这个偏导数就是x、 y的函数它就称为函数zf#28x,y#29对自变量x的偏导函数简称偏导数记作(pinyin:zuò)

.

同理可以定义函[pinyin:hán]数zf#28x,y#29对自变量y的偏导数记作

.

偏导数的概念可以推广到二元以(拼音:yǐ)上函数

如uf#28x,y,z#29在(pinyin:zài)#28x,y,z#29处

2、计[繁体:計]算

从偏导数的定义可以(yǐ)看出计算多元函数的偏导数并不需要新的方法若对某一个自变量求导 只需将其他自变量常数 用一元函数微分法即可。 于是一元函数的de 求导公式和求导法则都可以移植到多元函数的偏导数的计算上来。

例1求zx23xyy2在点#281,2#29处的偏导《繁体:導》数

解法【读:fǎ】一

.

解法二(èr) z

z x113yy

这里我们要知道有时 “先求偏导函数再(pinyin:zài)代值求某点的偏导数[繁:數]”不一定简便。如下例

例《练:lì》2 f#28x,y,z#29x

.

解{pinyin:jiě}:

.

例3 已知理《读:lǐ》想[练:xiǎng]气体的状态方程pVRT R为常数(繁:數)求证 pVTVpT1 .2

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高等数学下册讲稿 第四章 数学[繁:學]分析教研室

证明{练:míng} p

.

有关偏导数的de 几点说明

1、 偏导[繁:導]数

是一个整体记《繁体:記》号不能拆分

极速赛车/北京赛车2、求分界点、不连续点处的偏导数要用定dìng 义求

例如{rú},zf#28x,y#29 xy,求

.

解[读:jiě]

.

例《lì》4设f#28x,y#29

#29的偏《读:piān》导数。

解(jiě)当#28x

当#28x,y#29#280,0#29时,按àn 定义可知

故{gù}

.

 、偏导数存在与连续【繁:續】的关系

一元函数中在某【练:mǒu】点可导(dǎo) 函数在该点一定连续但多元函数中在某点偏导数存在 函数未{wèi}必连续.

例【读:lì】如

#29处fx#280,0#29fy#280,0#290.但函数[繁:數]在该点处并不连续.

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高等数学下册讲稿 第四(pinyin:sì)章 数学分析教研室

4、偏导{pinyin:dǎo}数的几何意义

幸运飞艇设M0#28x 0,y 0,f#28x 0,y 0#29#29 是曲面zf#28x,y#29上一点(读:diǎn)则

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偏导数fx#28x0,y0#29就是曲面被平面yy0所截得的曲线在点M 0处的切线M0 Tx对x轴的斜率偏导数fy#28x0,y0#29就(读:jiù)是曲面被平面xx0所截得的曲线在点M0处的切线M0Ty对y轴的斜率《拼音:lǜ》.

二、高阶偏导数《繁体:數》

设函数zf#28x,y#29在(拼音:zài)区域D内的两(繁:兩)个偏导数fx#28x,y#29 、 fy#28x,y#29的偏导数也存在则称它们是函数zf#28x,y#29的二阶偏导(繁体:導)数。记作

#29

#29

定义二澳门博彩阶及二阶以上的偏导数统称为高阶偏《练:piān》导数.

例(拼音:lì)5设z

.

解(jiě)

.

例6设ueax cosby求二阶{pinyin:jiē}偏导数.

解{练:jiě}

问题(繁:題)混合偏导数都相等吗

例7设{练:shè}f#28x,y#29

.

解当《繁:當》#28x,y#29#280,0#29时,

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高等数学下册讲稿 第四章 数学分{fēn}析教研室

当#28x,y#29#280,0#29时按{pinyin:àn}定义可知

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显然[练:rán]fxy#280,0#29fyx#280,0#29.

问题具《拼音:jù》备怎样的条件才能使混合偏导数相等

定理2. 1 如果函数zf#28x,y#29的两个(繁体:個)二阶混合偏导数

内连续那末在该区域内这两个(繁:個)二阶混合偏导数必相等

例8验(繁体:驗)证函数u#28x

.

证《繁:證》明 ln x

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证毕.

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内(读:nèi)容小结:

1.偏导数的定dìng 义偏增量比的极限

2.偏导数(繁体:數)的计算、偏导数的几何意义

3.高阶偏导数纯偏导混合(繁体:閤)偏导及其相等的条件.

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