《微积分下册》课件 7.2 多元函数的偏导数_第1页
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文档简介

高阶偏导数偏导数的定义及计算主要内容第二节多元函数的偏导数

一、偏导数的定义及计算则称为函数在点处关于的偏增量,于是极限记:定义1说明:2.实际上,定义2若函数z=f(x,y)在域D

内每一点

(x,y)处对x则该偏导数称为偏导函数,也简称为偏导数

,记为或

y

偏导数存在,例如,三元函数u=f(x,y,z)在点(x,y,z)处对偏导数的概念可以推广到二元以上的函数.x的偏导数定义为(请自己写出)例1

设f(x,y)=x3

+2x2y–y3,求fx(1,3)及fy(2,0).解:求fx(x,y)时,将y看作常量,得到

fx(x

,y)

=3x2

+4xy.

于是,

fx(1,3)=3+12=15;同理,

fy(x,y)=2x2

–3y2,

fy(2,0)=8.

解:应用幂函数求导公式应用指数函数求导公式例2例3.

求的偏导数.解:偏导数记号是一个例4.

已知理想气体的状态方程求证:证:说明:(R为常数),不能看作分子与分母的商!此例表明,整体记号,偏导数的几何意义:偏导数就是曲面被平面得的曲线在点处的切线对x轴的斜率.所截偏导数就是曲面被平面得的曲线在点处的切线对y轴的斜率.所截

此函数在(0,0)处不连续.例5讨论函数的偏导数存在与连续性.在点(0,0)处

解:

此函数在(0,0)处连续.例6讨论函数存在性与连续性.在点(0,0)处的偏导数解:评注:综合例5和例6知:二元函数在一点的连续性与可导性(两个偏导是否存在)没有关系!!!解练习1解练习2后两者称为二阶混合偏导.二、高阶偏导数解解注:

例7和例8中每个函数的两个二阶混合偏导数恰好相等.此结论对任意函数都成立吗?例9解:时,所以例如,对三元函数u=f(x,y,z),当三阶混合偏导数在点(x,y,z)连续时,有:证明本定理对n

元函数的高阶混合导数也成立.

验证函数满足拉普拉斯方程解由x,y

的对称性,

例10拉普拉斯方程(Laplace‘sequation)又称调和方程、位势方程,是一种偏微分方程,因由法国数学家拉普拉斯首先提出而得名。对三元函数

拉普拉斯方程为

拉普拉斯算子

拉普拉斯,1749年3月23日生于法国西北部卡尔瓦多斯的博蒙昂诺日,曾任巴黎军事学院数学教授。1795年任巴黎综合工科学校教授,后又在高等师范学校任教授等等。1827年3月5日卒于巴黎。拉普拉斯在研究天体问题的过程中,创造和发展了许多数学的方法,以他的名字命名的拉普拉斯变换、拉普拉斯定理和拉普拉斯方程,在科学技术的各个领域有着广泛的应用。

练习3练习4解内容小结1.偏导数的概念及有关结论

定义;记号;几何意义

函数在一点偏导数存在函数在此点连续

混合偏导数连续与求导顺序无关2.偏导数的计算方

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