全微分

全微分

数学名词
定义Z=f(x,y)设函数在点的某邻域内有定义(x0,y0),如果函数在点的全增量△z=f(x0+△x,y0+△y)-f(x0,y0)可表示为△z=A△x+B△y+o(p)其中A、B不依△x赖于△y、而仅与有关x0,y0有关,则称函数在点(x0,y0)可微分。[1]
  • 中文名:全微分
  • 外文名:total differential
  • 别名:
  • 表达式:z=f(x,y)
  • 提出者:
  • 适用领域:
  • 学 科:数学
  • 公 式:dz=fx(x,y)Δx+fy(x,y)Δy
  • 相关名词:导数

全增量

为了引进全微分的定义,先来介绍全增量。

设二元函数z=f(x,y)在点P(x,y)的某邻域内有定义,当变量x、y点(x,y)处分别有增量Δx,Δy时函数取得的增量。

称为f(x,y)在点(x,y)的全增量。

全微分

如果函数z=f(x,y)在点(x,y)的全增量可表示为

其中A、B仅与x、y有关,而不依赖于Δx、Δy,,则称函数z=f(x,y)在点(x,y)处可微分,称为函数z=f(x,y)在点(x,y)处的全微分。记作dz,即

函数若在某平面区域D内处处可微时,则称这个函数是D内的可微函数,全微分的定义可推广到三元及三元以上函数。

定理

定理1

如果函数z=f(x,y)在点p0(x0,y0)处可微,则z=f(x,y)在p0(x0,y0)处连续,且各个偏导数存在,并且有f′x(x0,y0)=A,f′y(x0,y0)=B。

定理2

若函数z=f(x,y)在点p0(x0,y0)处的偏导数f′x,f′y连续,则函数f在点p0处可微。

定理3

若函数z=f(x,y)在点(x,y)可微分,则该函数在点(x,y)的偏导数必存在,且函数z=f(x,y)在点(x,y)的全微分为:

判别可微方法

(1)若f(x,y)在点(x0,y0)不连续,或偏导不存在,则必不可微;

(2)若f(x,y)在点(x0,y0)的邻域内偏导存在且连续必可微;

(3)检查是否为的高阶无穷小,若是则可微,否则不可微。

极限、连续、可导、可微的关系

这几个概念之间的关系可以用图1表示:

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