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1、-第四节第五节第六节第七节 第四节 多元复合函数的求导法则-第 6 页第八节 多元复合函数的求导法则要求:熟练地计算复合函数的一阶偏导数,会计算抽象函数的二阶偏导数计算。重点:各种类型复合函数的求导与计算。难点:抽象函数的二阶偏导数计算。作业:习题84()一多个中间变量,一个自变量情况定理1 如果函数及都在点可导,且函数在对应点具有连续偏导数,则复合函数在点可导,且其导数公式为 (全导数) 证明 设有增量,相应函数及的增量为,此时函数相应获得的增量为又由于函数在点处可微,于是由上节定理3证明有这里,当时,上式除以得当时,所以 ,即 此时,从形式上看是全微分两端除以得到的,常将称为全导数推论 若
2、,复合而的复合函数满足定理条件,则有全导数公式例1设函数,而,求全导数解 二多个中间变量,多个自变量情况定理2 若及在点具有偏导数,而函数在对应点具有连续偏导数,则复合函数在点两个偏导数存在,且有公式 例2设函数,而,求 解 注意 为了帮助记忆,我们按各变量间的复合关系画出复合关系图如下:首先从自变量向中间变量画两个分枝,然后再分别从向自变量画分枝,并在每个分枝旁边写上对其的偏导数求()时,我们只要把从到()的每条路径上的各偏导数相乘后,再将这些积相加即可得到推论1. 设函数,在点有偏导数,而函数在对应点偏导数连续,则复合函数在点的两个偏导数存在,且有公式推论2. 设函数具有偏导数,而函数可微
3、,则复合函数在点偏导数存在,且有公式 注意 与区别:是把函数中的看成常数,对求偏导,是把中看常数,对求偏导前者是复合后对的偏导数,后者是复合前对的偏导数例3设函数,而,求和解 例4设函数,而,求全导数解 例5设抽象函数,其中偏导数连续,求解 ,其中,其中,三复合函数的二阶偏导数 若函数,二阶偏导数连续,则复合函数 存在二阶偏导数记号,例6设复合函数,其中对具有二阶连续偏导数,求解 练习题 设函数,其中对具有二阶连续偏导数,求 复合函数求偏导数步骤: (1)搞清复合关系画出复合关系图; (2)分清每步对哪个变量求导,固定了哪些变量;(3)对某个自变量求导,应注意要经过一切与该自变量有关的中间变量
4、而最后归结到该自变量例7.设复合函数,且具有二阶连续偏导数,求, 解 例8.设函数的所有二阶偏导数连续,把下列表达式转换为极坐标形式 (1) ;(2) 解 (1)直角坐标与极坐标关系,则 这里看作由函数及,复合而成的复合函数,按复合函数求导公式,得其中 ;,同理 , 其中 ;,上边两式平方后相加,得(2) 同理上边两式相加得四全微分形式不变形设函数具有连续偏导数,则全微分若函数,有连续偏导数,则复合函数 的全微分为 可见无论是自变量的函数或中间变量的函数,它的全微分形式是一样的,这个性质叫全微分形式不变性例9.利用全微分形式不变性求微分,其中, 解 因为又因为 ,所以 若先求出 ,代入公式得结果完全一样思考题 1 如何求复合函数的偏导数?需要注意什么问题?