談談多元函式的偏導數與一元函式的導數之間的關係

2021-03-04 02:30:51 字數 5122 閱讀 6122

1樓:匿名使用者

其實多元函式的偏導數可以理解為一元函式導數的一種延伸情況。之所以稱之為偏導專數,是因屬為在該函式中有兩個或者以上的元,如x,y,z等,當對x元求偏導數時,我們就可以把y,z等其他元看作是常數,這樣其實就可以理解為該函式就是關於x的一元函式,在求導時理論與規則完全和一元函式一樣;同理適用於對y,z等其他元求偏導。但是為了區分一元與多元之間的區別,在書寫上便產生了差異,其實書寫只是一種代表符號,真正理解起來可以完全按照一元的思想向多元函式進行演化和推理。

二者不同的是,一元函式只能是對一個元多次求導,但是多元函式可以先對x求偏導,在對x求偏導的基礎上再對y,z等求偏導。

希望我回答能對你的理解有幫助~~~

怎樣理解多元函式,連續與偏導存在的關係,偏導連續之間的關係

2樓:angela韓雪倩

多元函式連續不是偏導存在的充分條件也不是必要條件。

而偏導連續則是更強的條件,即偏導存在且連續可以推出多元函式連續,反之不可。

下面來分析,首先大家需要了解這些定義都是人定義出來的,可以反映多元函式的部分特徵。所以,只要掌握了這些定義的意義就可以看出其背後的本質,才能判斷定義間的相互關係。

多元函式在某點可偏導,可是可能在這點沿不同方向的極限不同,所以不一定連續。

而連續函式的偏導是不是一定存在,這個例子在一元函式裡也很常見,比如x的絕對值,在x=0的時候沒有導數。

偏導連續(是偏導連續哦!而不是偏導數存在+函式連續!是偏導數存在且偏導數連續),是可以推出可微的。

而可微是很強的結論,因為可以用十分特殊的線性函式來逼近的話,很多特殊的反例就不見了,而線性函式是連續的,這由定義可以看出來。

所以,偏導存在且連續可以推出函式連續,反之不能。

反例沿用之前的反例,函式連續,但偏導不存在。

3樓:筆記本在記錄我

【升級版答案】

偏導連續是高富帥,可以推出函式可微這個路人。函式可微這個路人可以推出函式連續和偏導存在(即可偏導)這兩個吊絲。吊絲之間沒有任何關係。

★一句話總結:高富帥→路人→兩個吊絲★

下面是原答案。

首先有兩點要說明一下。

1.偏導數存在且連續=偏導數連續。

2.要分清函式連續和偏導數連續。可微指的是函式可微。

下面來回答問題。

1.偏導數存在與函式連續無任何必然關係。

2.偏導數連續是函式連續的充分不必要條件。

3.偏導數存在且有界是函式連續的充分不必要條件。(額外補充)(注意有界二字!)

4.偏導數連續是可微的充分不必要條件。

5.可微是偏導數存在的充分不必要條件。

6.可微是函式連續的充分不必要條件。

接著對於疑問點較多的第一點給予更詳細的解釋。(連續不能推出可導,這個大家都知道,我就不贅述了。)

函式連續通俗一點說,就是一元函式在曲線上沒有空心點,二元函式在面上的任何一個方向上沒有空心點。二元函式在某點連續要求面上的該點在其周圍360°的鄰域內都不存在空心。而二元函式有偏導的必要條件是該點在x軸方向和y軸方向上的鄰域沒有空心,充要條件即滿足偏導數的極限定義式。

所以,二元函式的偏導數無論是否存在,只能保證該函式在x軸與y軸方向上的連續性,無法保證該點360°鄰域上的連續性,因而函式的連續也是未知的。

最後說一句不太理解點踩的人是什麼想法,我說的這麼直白你都看不懂嗎。

4樓:一頁千機

先回答問題:

1.多元函式連續不是偏導存在的充分條件也不是必要條件。

2.而偏導連續則是更強的條件,即偏導存在且連續可以推出多元函式連續,反之不可。

下面來分析,首先大家需要了解這些定義都是人定義出來的,可以反映多元函式的部分特徵。所以,只要掌握了這些定義的意義就可以看出其背後的本質,才能判斷定義間的相互關係。

定義1.多元函式連續,f為多元函式,對於其定義域內任一聚點x,當一列趨近於x時,f(xn)趨近於f(x),則稱f在定義域上連續。需要注意的是,這裡的是可以用任何方式趨近x的,是任何方式!!

這就是很關鍵的一點了,後面的很多判斷也是基於此。

2.多元函式偏導存在,具體定義這裡不好打出來。我說一下,和一元函式十分類似的定義,把其餘的元視為常量,然後求函式值之差和自變數之差的商的極限即可。

這裡的關鍵是,只在一個方向上的極限!

3.多元偏導數存在且連續,結合1.2的定義即可。

所以,由1.2定義可以看出來多元函式連續和其偏導存在是沒有直接聯絡的。

多元函式在某點可偏導,可是可能在這點沿不同方向的極限不同,所以不一定連續。

而連續函式的偏導是不是一定存在,這個例子在一元函式裡也很常見,比如x的絕對值,在x=0的時候沒有導數。

而偏導連續這就很強了。我們這裡引入多元函式可微的概念,具體定義敘述很麻煩。

我的理解是類似於用多元線性函式來逼近一般多元函式。

而偏導連續(是偏導連續哦!而不是偏導數存在+函式連續!是偏導數存在且偏導數連續),是可以推出可微的。(這個證明我也沒有寫,參見北京大學出版社的《數學分析3》作者伍勝健)

而可微是很強的結論,因為可以用十分特殊的線性函式來逼近的話,很多特殊的反例就不見了,而線性函式是連續的,這由定義可以看出來。

所以,偏導存在且連續可以推出函式連續,反之不能。

反例沿用之前的反例,函式連續,但偏導不存在。

以上,有我沒有解釋清楚或者沒有看懂的可以追問。

謝謝**~

5樓:幻想鄉r站站長

口訣:偏導連續一定可微,偏導存在不一定連續,連續不一定偏導存在,可微不一定偏導連續

我傾向於用影象理解

偏導連續一定可微:可以理解成有一個n維的座標系,既然所有的維上,函式都是可偏導且連續的,那麼整體上也是可微的。

偏導存在不一定連續:整體上的連續不代表在每個維度上都是可偏導的連續不一定偏導存在:同理如2

可微不一定偏導連續:可微證明整體是連續的,並且一定有偏導,但是無法說明在每個維度上都是可偏導的。

6樓:c級殺手

不知道了 平時很少玩手機了

7樓:匿名使用者

20 怎樣理解多元函式,連續與偏導存在的關係,偏導連續之間的關係

如何講清楚多元函式全微分與偏導數的關係?

8樓:幸運的

dz=fx(x,y)δ

x+fy(x,y)δy,dz是全微分,fx、fy是對x、y的偏導數。

如果函式z=f(x, y) 在(x, y)處的全增量

δz=f(x+δx,y+δy)-f(x,y)

可以表示為

δz=aδx+bδy+o(ρ),

其中a、b不依賴於δx, δy,僅與x,y有關,ρ趨近於0(ρ=√[(δx)2+(δy)2]),此時稱函式z=f(x, y)在點(x,y)處可微分,aδx+bδy稱為函式z=f(x, y)在點(x, y)處的全微分,記為dz即

dz=aδx +bδy

該表示式稱為函式z=f(x, y) 在(x, y)處(關於δx, δy)的全微分。

在數學中,一個多變數的函式的偏導數,就是它關於其中一個變數的導數而保持其他變數恆定(相對於全導數,在其中所有變數都允許變化)。偏導數在向量分析和微分幾何中是很有用的。

在一元函式中,我們已經知道導數就是函式的變化率。對於二元函式我們同樣要研究它的「變化率」。然而,由於自變數多了一個,情況就要複雜的多。

在xoy平面內,當動點由p(x0,y0)沿不同方向變化時,函式f(x,y)的變化快慢一般說來是不同的,因此就需要研究f(x,y)在(x0,y0)點處沿不同方向的變化率。

在這裡我們只學習函式f(x,y)沿著平行於x軸和平行於y軸兩個特殊方位變動時,f(x,y)的變化率。

偏導數的運算元符號為:∂。

偏導數反映的是函式沿座標軸正方向的變化率。

表示固定面上一點的切線斜率。

偏導數f'x(x0,y0)表示固定面上一點對x軸的切線斜率;偏導數f'y(x0,y0)表示固定面上一點對y軸的切線斜率。

高階偏導數:如果二元函式z=f(x,y)的偏導數f'x(x,y)與f'y(x,y)仍然可導,那麼這兩個偏導函式的偏導數稱為z=f(x,y)的二階偏導數。

二元函式的二階偏導數有四個:f"xx,f"xy,f"yx,f"yy.

注意:f"xy與f"yx的區別在於:前者是先對x求偏導,然後將所得的偏導函式再對y求偏導;後者是先對y求偏導再對x求偏導.

當f"xy與f"yx都連續時,求導的結果與先後次序無關。

9樓:向真丶

1.偏導數不存在,全微分就不存在

2.全微分若存在,偏導數必須存在

3.有偏導數存在,全微分不一定存在

微分是函式改變數的線性主要部分,導數是微積分中的重要基礎概念。當函式y=f(x)的自變數x在一點x0上產生一個增量δx時,函式輸出值的增量δy與自變數增量δx的比值在δx趨於0時的極限a如果存在,a即為在x0處的導數。

10樓:pasirris白沙

1、偏導數,partial differentiation,一般是指沿著 x 方向、或 y 方向、

或 z 方向的導數;導數在美語中,喜歡用 derivative。

2、無論是沿著 x、y、z 哪個方向的導數,計算導數的方法,跟一元函式

求導數的方法,完全一樣;對 x 方向求導時,將 y、z 當成常數對待;

3、進一步推廣到任意方向,在任意方向上的導數,稱為方向導數,directional

differentiation,或 directional derivative;

4、方向導數的概念,其實也是偏導數的概念,但是寫成全導數的形式;

5、方向導數寫成全導數 total differentiation 的形式,原因是方向導數的

計算一般是由 x、y、z 三個方向的偏導數的分量 ***ponent 相加而成;

6、全導數,就是全微分,在英文中沒有絲毫區別,導數跟微分的區別是中國

微積分概念,不是國際通用微積分的概念;

7、全微分的意思是 : 函式的的無窮小增量 du,**於三個方向上的無窮小

相加而成,即 du = (∂u/∂x)dx + (∂u/∂y)dy + (∂u/∂z)dz。

歡迎追問,歡迎討論,中英文不限。

最好是用英文討論,因為用英文討論,不會產生中文中的歧義,看英文**

不會出現概念的誤解,中文微積分的一些概念在英文中是不存在的,會產生

誤會而難以準確理解國際微積分的真實含義。

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