高數(shù)下92偏導(dǎo)數(shù)ppt課件

1、第二節(jié)機動 目錄 上頁 下頁 返回 完畢 一、一、 偏導(dǎo)數(shù)概念及其計算偏導(dǎo)數(shù)概念及其計算二二 、高階偏導(dǎo)數(shù)、高階偏導(dǎo)數(shù) 偏 導(dǎo) 數(shù) 第九章 定義定義1.),(yxfz 在點), (), (lim000yfyfx存在,xyxyxfz對在點),(),(00的偏導(dǎo)數(shù)，記為;),(00yxxz),(00yx的某鄰域內(nèi);),(00yxxfxx00 x則稱此極限為函數(shù)極限設(shè)函數(shù))(0 xf)()(00 xfxxfx0limxx; ),(00yxfx;),(00yxxz0ddxxxy. ),(001yxf 機動 目錄 上頁 下頁 返回 完畢 xyxfyxxfx),(),(lim000000),(dd0 xx

2、yxfx),(00yxfx注意注意:一、一、 偏導(dǎo)數(shù)定義及其計算法偏導(dǎo)數(shù)定義及其計算法0),(dd0yyyxfy同樣可定義對 y 的偏導(dǎo)數(shù) lim0y),(00yxfy若函數(shù) z = f ( x , y ) 在域 D 內(nèi)每一點 ( x , y ) 處對 x,xzxfxz則該偏導(dǎo)數(shù)稱為偏導(dǎo)函數(shù), 也簡稱為偏導(dǎo)數(shù)偏導(dǎo)數(shù) ,),(, ),(1yxfyxfx),(, ),(2yxfyxfy) ,(0 xf),(0 xfy記為yy00y機動 目錄 上頁 下頁 返回 完畢 或 y 偏導(dǎo)數(shù)存在 ,yzyfyz),(zyxfx例如例如, 三元函數(shù)三元函數(shù) u = f (x , y , z) 在點在點 (x ,

3、 y , z) 處對處對 x 的的偏導(dǎo)數(shù)的概念可以推廣到二元以上的函數(shù) . lim0 x), (zyf),(zyfxxx?),(zyxfy?),(zyxfzx機動 目錄 上頁 下頁 返回 完畢 偏導(dǎo)數(shù)定義為(請自己寫出)二元函數(shù)偏導(dǎo)數(shù)的幾何意義二元函數(shù)偏導(dǎo)數(shù)的幾何意義:00),(dd00 xxyxfxxfxxyy0),(yyyxfzxTM000),(dd00yyyxfyyfxxyy是曲線0),(xxyxfzyTM0在點 M0 處的切線對 x 軸的斜率.在點M0 處的切線斜率.是曲線yxz0 xyToxT0y0M機動 目錄 上頁 下頁 返回 完畢 對 y 軸的函數(shù)在某點各偏導(dǎo)數(shù)都存在,顯然例如例

4、如, ,0,00,),(222222yxyxyxyxyxfz0)0,(dd)0, 0(xxfxfx0), 0(dd)0, 0(yyfyfy00注意：注意：但在該點不一定連續(xù).上節(jié)例 目錄 上頁 下頁 返回 完畢 例例1 . 求求223yyxxz解法解法1:1:xz)2, 1 (xz解法解法2:2:) 2, 1(xz在點(1 , 2) 處的偏導(dǎo)數(shù).) 2, 1(yz,32yx yzyx23 ,82312)2, 1 (yz72213462xx1)62(xx81xz231yy 2)23(yy72yz機動 目錄 上頁 下頁 返回 完畢 例例2. 設(shè)設(shè)，）且1, 0(xxxzyzyzxxzyx2ln1

5、證證:xzyzxxzyxln1 例例3. 求求222zyxr的偏導(dǎo)數(shù) . (P65 例4)解解:xryryyxx yz求證,1yxyxxylnz22222zyxx2rxrzzr,ry機動 目錄 上頁 下頁 返回 完畢 偏導(dǎo)數(shù)記號是一個例例5. 已知理想氣體的狀態(tài)方程已知理想氣體的狀態(tài)方程求證:1pTTVVpTRVp證證:,VTRp ,pTRV ,RVpT pTTVVp說明說明:(R 為常數(shù)) , Vp2VTRTVpRpTRVVpTR1不能看作分子與分母的商 !此例表明,機動 目錄 上頁 下頁 返回 完畢 整體記號,二、高階偏導(dǎo)數(shù)二、高階偏導(dǎo)數(shù)設(shè) z = f (x , y)在域 D 內(nèi)存在連續(xù)的

6、偏導(dǎo)數(shù)),(, ),(yxfyzyxfxzyx若這兩個偏導(dǎo)數(shù)仍存在偏導(dǎo)數(shù)，)(xz)(yzx )(xzy ),()(22yxfyzyzyyy則稱它們是z = f ( x , y ) 的二階偏導(dǎo)數(shù) . 按求導(dǎo)順序不同, 有下列四個二階偏導(dǎo)22xz);,(yxfxxyxz2),(yxfyx);,(2yxfxyzxyx機動 目錄 上頁 下頁 返回 完畢 數(shù):類似可以定義更高階的偏導(dǎo)數(shù).例如，例如，z = f (x , y) 關(guān)于關(guān)于 x 的三階偏導(dǎo)數(shù)的三階偏導(dǎo)數(shù)為為3322)(xzxzxz = f (x , y) 關(guān)于 x 的 n 1 階偏導(dǎo)數(shù) , 再關(guān)于 y 的一階) (yyxznn1機動 目錄

7、上頁 下頁 返回 完畢 偏導(dǎo)數(shù)為11nnxzyxe22例例4. 求函數(shù)求函數(shù)yxez2.23xyz解解 :xz22xz) ( 223xyzxxyzyzxyz2yxz2 22 yz注意注意: :此處此處,22xyzyxz但這一結(jié)論并不總成立.yxe2yxe22yxe2yxe22yxe22yxe24機動 目錄 上頁 下頁 返回 完畢 的二階偏導(dǎo)數(shù)及 0,)(4222224224yxyxyyxxxyfyfxxy)0, 0(), 0(lim0),(yxfy例如例如,),(yxfx)0 , 0(yxfxfxffyyxxy)0, 0()0,(lim)0 , 0(0二者不等yyy0lim1xxx0lim1)

8、,(yxf0, 022 yx0,)(4222224224yxyxyyxxy0,022 yx0,222222yxyxyxyx0, 022 yx機動 目錄 上頁 下頁 返回 完畢 例例5. 證明函數(shù)證明函數(shù)222,1zyxrru滿足拉普拉斯0222222zuyuxu證：證：xu22xu利用對稱性 , 有,3152322ryryu222222zuyuxuu方程xrr21rxr2131rxrrx4352331rxr5232231rzrzu52223)(33rzyxr2r0機動 目錄 上頁 下頁 返回 完畢 ,),()()(00連續(xù)都在點和若yxx,yfx,yfxyyx),(),(0000yxfyxfxyyx那么證明 目錄 上頁 下頁 返回 完畢 定理定理.例如例如, 對三元函數(shù)對三元函數(shù) u = f (x , y , z) ,),(),(),(zyxfzyxfzyxfyxzxzyzyx說明說明:本定理對 n 元函數(shù)的高階混合導(dǎo)數(shù)也成立.函數(shù)在其定義區(qū)域內(nèi)是連續(xù)的 , 故求初等函數(shù)的高階導(dǎo)數(shù)可以選擇方便的求導(dǎo)順序.),(),(),(zyxfzyxfzyxfxyzzxyyzx因為初等函數(shù)的偏導(dǎo)數(shù)仍為初等函數(shù) ,當(dāng)三階混合偏導(dǎo)數(shù)在點 (x , y , z) 連續(xù)時, 有而初等(證明略) 內(nèi)容小結(jié)內(nèi)容小結(jié)1. 偏導(dǎo)數(shù)的概