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隐函数求偏导

发布时间:2023-06-12 作者:admin 来源:文学

隐函数求偏导

隐函数求偏导

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2023年3月17日发(作者:网络广播系统)

求偏导数的方法小结

(应化2,闻庚辰,学号:130911225)

一,一般函数:

计算多元函数的偏导数时,由于变元多,往往计算量较大.在求某一点的

偏导数时,一般的计算方法是,先求出偏导函数,再代人这一点的值而得

到这一点的偏导数.我们发现,把部分变元的值先代人函数中,减少变元

的数量,再计算偏导数,可以减少运算量。

求函数f(x,y)在点(a,b)处的偏导数f’x(a,b)及f’y(a,b)的方法是:

1)先求出偏导数的函数式,然后将(a,b)代入计算即可.

2)先求出g(x)=f(x,b)和h(y)=f(a,y),再求出g’(b),h’(a)便得到f’x(a,b)

和f’y(a,b).

3)若函数f(x,y)是分段函数则一般采用定义来做.

复合具体函数的导数求解:

基本法则:

x

z

=

u

z

x

u

+

v

z

x

v

y

z

=

u

z

y

u

+

v

z

y

v

其本质与一元函数的求导法则是一样的,只不过是将暂时不求的变量看成常量

而已。

例1:z=f(x,y)=(x+y)xy,求f’

x

(1,1),f’

y

(1,0);

法一:设u=x+y,v=xy,则z=uv函数的复合关系为:z是u,v的函数,u,v分别是

x,y的函数.

则:

x

z

=

u

z

x

u

+

v

z

x

v

=xy(x+y)xy-1+y(x+y)xyln(x+y)

=y(x+y)xy[

)(yx

x

+ln(x+y)]

f’

x

(x,y)=y(x+y)xy[

)(yx

x

+ln(x+y)]

所以:f’

x

(1,1)=1+2ln2

由于f(x,y)的表达式中的x,y依次轮换,即x换y成,同时将换y成x,表达

式不变,这叫做函数f(x,y)对自变量x,y交换具有轮换对称性。具有轮换对称

性的函数,只要在f’

x

的表达式中将x,y调换即得到f’

y

。即:f’

y

(x,y)=

y(x+y)xy[

)(yx

x

+ln(x+y)]

所以f’

y

(1,0)=0

法二:由于和一元函数的求导的实质是一样的。我们可以不引入中间变量,对某

一自变量求导时,只要把其他自变量看成常数即可。如:

Lnz=xyln(x+y)

上式两边求导得:

z

1

x

z

=y[ln(x+y)+

)(yx

x

]

从而:

x

z

=zy[ln(x+y)+

)(yx

x

]

所以:f’

x

(1,1)=1+2ln2

有函数的对称轮换性得:f’

y

(1,0)=0

例三:我们也可以利用全微分的不变性来解题。

设z=eusin(v),而u=xy,v=x+y。求

x

z

+

y

z

在(1,1)处的值。

dz=d(eusin(v))=eusin(v)du+eucos(v)dv

du=d(xy)=ydx+xdy

dv=d(x+y)=dx+dy

代入后合并同类项得:

dz=(eusin(v)y+eucos(v))dx+(eusin(v)x+eucos(v))dy将点(1,1)

代入得:

x

z

+

y

z

=2e(sin2+cos2).

二,隐函数的求偏导。

求隐函数的偏导时,我们一般有两种方法选择:

1)公式法

2)对函数两边直接求导。(但必须明确谁是谁的函数)。然后按复合函数求

导法则来求。

例一:方程组

ozyx

azyx



2222

{

(注:x2为x的平方)

法一:题中有3个自变量,明确了x=x(z),y=x(z),既z是自变量。我们可以利

用公式求但比较繁。我们可以采用下面的方法:

法二:对方程组两边对求z导得:

01

022

{



dz

dy

dz

dx

dz

dy

dz

dxzyzx

求得此解得:

dz

dx

=

yx

zy

dz

dy

=

yx

xz

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