偏導數

偏導數

函數的變化率
偏導數,指一個多元函數對于它的某個變元作為惟一自變量(其餘變元作為參變量)而言的變化率(導數)。而保持其他變量恒定(相對于全導數,在其中所有變量都允許變化)。偏導數在向量分析和微分幾何中是很有用的。[1]
    中文名:偏導數 外文名: 别名: 表達式:f'x(x0,y0) 應用學科:數學 适用領域範圍:向量分析 意義:表示固定面上一點的切線斜率

定義

x方向的偏導

設有二元函數z=f(x,y),點(x0,y0)是其定義域D内一點.把y固定在y0而讓x在x0有增量△x,相應地,函數z=f(x,y)有增量(稱為對x的偏增量)△z=f(x0+△x,y0)-f(x0,y0)。

如果△z與△x之比當△x→0時的極限存在,那麼此極限值稱為函數z=f(x,y)在(x0,y0)處對x的偏導數(partial derivative)。記作f'x(x0,y0)。

y方向的偏導

函數z=f(x,y)在(x0,y0)處對x的偏導數,實際上就是把y固定在y0看成常數後,一元函數z=f(x,y0)。

在x0處的導數

同樣,把x固定在x0,讓y有增量△y,如果極限存在那麼此極限稱為函數z=(x,y)在(x0,y0)處對y的偏導數。記作f'y(x0,y0)。

求法

當函數z=f(x,y)在(x0,y0)的兩個偏導數f'x(x0,y0)與f'y(x0,y0)都存在時,我們稱f(x,y)在(x0,y0)處可導。如果函數f(x,y)在域D的每一點均可導,那麼稱函數f(x,y)在域D可導。

此時,對應于域D的每一點(x,y),必有一個對x(對y)的偏導數,因而在域D确定了一個新的二元函數,稱為f(x,y)對x(對y)的偏導函數。簡稱偏導數。

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

二元函數的二階偏導數有四個:f"xx,f"xy,f"yx,f"yy。

注意:f"xy與f"yx的區别在于:前者是先對x求偏導,然後将所得的偏導函數再對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。

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