(1/3) 多元复合函数的求导法则
(1)多元函数与一元函数的复合 如果函数及
都在点
可导,函数
在对应点
具有连续偏导数,则复合函数
在点
可导,且有
. (2)复合函数的中间变量均为多元函数的情形 如果函数
都在点
具有对
及
的偏导数,函数
在对应点
具有连续偏导数,则复合函数
在点
的两个偏导数存在,且有
,
. 推广:设
则
,
. 注:设
,我们常用
表示
对第一个变量u的偏导数,类似的有
,
,
,
,
等等。 (3)复合函数的中间变量既有一元函数又有多元函数的情形 如果函数
在点
具有对
及对
的偏导数,函数
在点
可导,函数
在对应点
具有连续偏导数,则复合函数
在点
的两个偏导数存在,且有
,
。
(2/3) 全微分的形式不变性
设具有连续偏导数,则有全微分
. 如果
具有连续偏导数,而
也具有连续偏导数,则
=
=
=
. 由此可见,无论
是自变量或中间变量
的函数,函数
它的全微分形式是一样的.这个性质叫做全微分形式不变性. 注:在求多元隐函数的偏导数或全微分时,一阶全微分形式不变性是重要工具。
(3/3) 隐函数的求导法则
(1)由方程式确定的隐函数的求导法 (i)由一个方程式确定的一元隐函数求导法 设函数在点
的某一邻域内具有连续偏导数,
,则方程
在点
的某一邻域内恒能唯一确定一个连续且具有连续导数的函数
,它满足条件
,并有
. 求导公式证明:将
代入
,得恒等式F(x,f(x))=0, 等式两边对x求导得
, 由于
连续,且
,所以存在
的一个邻域,在这个邻域内
,于是得
,
(ii)由一个方程式确定的二元隐函数求导法 设函数
在点
的某一邻域内具有连续的偏导数,且
,则方程
在点
的某一邻域内恒能唯一确定一个连续且具有连续偏导数的函数
,它满足条件
,并有
,
. 注:公式的证明:将
代入
,得
, 将上式两端分别对
和
求导,得
,
. 因为
连续且
,所以存在点
的一个邻域,使
于是得,
(2)由方程组确定的隐函数的求导法 (i)由方程组确定的一元隐函数求导法 设有3个变量2个方程构成的方程组
其中
有连续偏导数,若在区间
上存在函数组
满足该方程组,则说该方程组确定了隐函数
。若它们可导并求
与
,则由
两边分别对
求导,应用复合函数求导法则可得
这可看成是以
、
为未知量的二元一次方程组,可利用克莱姆法则求出
与
。 (ii)由方程组确定的二元隐函数求导法 设有4个变量2个方程构成的方程组
确定隐函数
其中
有连续偏导数,则 偏导数
,
由方程组
确定; 偏导数
,
由方程组
确定.
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