Лекции.Орг


Поиск:




Категории:

Астрономия
Биология
География
Другие языки
Интернет
Информатика
История
Культура
Литература
Логика
Математика
Медицина
Механика
Охрана труда
Педагогика
Политика
Право
Психология
Религия
Риторика
Социология
Спорт
Строительство
Технология
Транспорт
Физика
Философия
Финансы
Химия
Экология
Экономика
Электроника

 

 

 

 


Частные производные. Дифференциалы




Если приращение функции получено за счет приращения независимой переменной х при неизменном значении другой независимой переменной у, то приращение функции называется частным приращением функции по переменной и обозначается:

Аналогично вводится понятие частного приращения функции по переменной у: .

Полным называется приращение функции, получаемое за счет приращения обеих независимых переменных х, у и обозначаемое

Частной производной по х от функции называется предел отношения к приращению при стремлении к нулю.

обозначаемый одним из символов: .

Аналогично определяется частная производная по у:

обозначаемый .

Частная производная по х вычисляется в предложении, что у – постоянная; частная производная по у вычисляется в предложении, что х – постоянная. Правила вычисления частных производных совпадают с правилами дифференцирования функции одного переменного.

Пример 10.1. Найти частные производные функции .

Решение. Полагая у постоянной, находим

(производная по х от у5 равна нулю, как производная от постоянной).

При отыскании переменная х рассматривается как величина постоянная, а потому

.

Пример 10.2. Найти частные производные функции . Полагая при определении величину у постоянной, получим, что z – есть степенная функция:

При нахождении , полагая х постоянной, получим, что z является показательной .

Пример 10.3. Показать, что функция удовлетворяет уравнению .

Найдем частные производные ;

Затем первую из них умножим на х, вторую – на у и результаты сложим:

что и требовалось доказать.

Пример 10.4. Вычислить частные производные функции

в точке . .

Полагая , вычисляем значение производных в указанной точке

.

Частные производные функции любого числа переменных определяются аналогично. Так, если , то

и так далее.

Пример 10.5. Для функции частные производные имеют вид:

; .

 

Частные производные высших порядков.

Если задана функция , то ее частные производные и также являются функциями независимых переменных х и у и от каждой из них можно вычислить производные по х и у.

Частной производной второго порядка функции называется частная производная от частной производной первого порядка.

Каждую из частных производных первого порядка можно продифференцировать по каждой из двух независимых переменных и функция двух переменных имеет четыре частные производные второго порядка. Они обозначаются:

= , f дифференцируется последовательно два раза по х;

= , f дифференцируется по у, а потом результат дифференцируется по х;

= , f дифференцируется сначала по х, а потом результат дифференцируется по у;

, f дифференцируется последовательно два раза по у.

Производные второго порядка можно снова дифференцировать как по х, так и по у. Получим частные производные более высокого порядка.

Частная производная высшего порядка, взятая по различным переменным, называется смешанной частной производной.

.

Если функция и ее частные производные определены и непрерывны в точке М (х, у) и ее окрестности, то

т.е. результат дифференцирования функции нескольких переменных не зависят от порядка дифференцирования.

Пример 10.6. Найти частные производные второго порядка функции

.

Сначала находим частные производные первого порядка

.

Затем искомые частные производные

.

Пример 10.7. . Показать, что .

Найдем: ,

и .

Левая и правая части данного равенства равны

и данное равенство справедливо.

Дифференциал функции двух переменных и его приложение для приближенных вычислений.

Полным дифференциалом функции называется главная часть ее полного приращения линейная относительно приращений (или, что то же, дифференциалов ). Полный дифференциал функции обозначается символом и вычисляется по формуле

При достаточно малых приращениях аргументов полное приращение функции можно с малой относительной погрешностью заменять ее полным дифференциалом, т.е.

, откуда .

Это приближенное равенство тем точнее, чем меньше величины .

Пример 10.8. Вычислить приближенно .

Рассмотрим функцию вида . В точке (1;3) .

Положим и (попадаем в точку и ). Тогда

и в точке (1;3) и

 





Поделиться с друзьями:


Дата добавления: 2016-11-02; Мы поможем в написании ваших работ!; просмотров: 541 | Нарушение авторских прав


Поиск на сайте:

Лучшие изречения:

Бутерброд по-студенчески - кусок черного хлеба, а на него кусок белого. © Неизвестно
==> читать все изречения...

2440 - | 2358 -


© 2015-2024 lektsii.org - Контакты - Последнее добавление

Ген: 0.012 с.