二阶偏微分公式大全

没有开场白,直接上正文。 emmm还是先做一个一元函数微分的回顾。 回顾 Notes y=f(x)在x=x0 处可微;y=f(x)在x=x0 处可导,二者互为充要条件 A=f’(x0 ) y=f(x)可导,则dy=f’(x)dx即df(x)=f’(x)dx 二元函数全微分定义 Notes

没有开场白,直接上正文。
emmm还是先做一个一元函数微分的回顾。

回顾在这里插入图片描述

Notes

  1. y=f(x)在x=x0处可微;y=f(x)在x=x0处可导,二者互为充要条件
  2. A=f’(x0)
  3. y=f(x)可导,则dy=f’(x)dx即df(x)=f’(x)dx

二元函数全微分定义在这里插入图片描述

Notes
比对一元函数的微分,分析二元函数的微分,
1.从增量部分来看,相对于一元函数微分,二元函数有两个自变量,所以全微分的增量就需要用到全增量;
2.从微分部分来看,一元函数微分的表示形式为Adx,二元函数的全微分表示形式则需要将全增量全部表示出来,即Adx+Bdy
3. 从高阶无穷小部分来看,一元函数微分只需要考虑增量Δx即可,二元函数则需要兼顾Δx和Δy

结论(重点)

定理一在这里插入图片描述
证明在这里插入图片描述
定理二
在这里插入图片描述
证明
在这里插入图片描述
关于证明步骤中Δy或Δx取0的说明:
所谓二元函数全微分,就是关于二元函数全增量的微分,包含两个增量即可,至于增量取值可自行决定

例题

例1
在这里插入图片描述
例2在这里插入图片描述
先算到这里,做一个重要的补充
根据可微的定义在这里插入图片描述
有了上面的结论,继续做题在这里插入图片描述
定理三
可微的充分条件(不一定必要)
若函数f(x,y)连续可偏导(连续可偏导的意思是偏导数fx’(x,y)和fy’(x,y)也是连续的,不是函数既连续又可偏导),则f(x,y)可微

函数f(x,y)关于x的一阶偏导数fx’(x,y)和关于y的一阶偏导数fy’(x,y)连续,证明函数f(x,y)可微在这里插入图片描述

在这里插入图片描述

总结

本篇需要总结的东西还是比较多的,分两部分吧

1.在函数可偏导的情况下判断函数是否可微在这里插入图片描述

2 函数连续、可偏导、可微和连续偏导的关系

  • 最强的条件——连续偏导
  • 如果函数连续偏导,则函数可微
  • 如果函数可微,则函数连续,函数可偏导

反之,

  • 如果函数连续,未必可微
  • 如果函数可偏导,未必可微
知秋君
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