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偏导数怎么求

2023-06-13 10:38:13阅读量
本文介绍了偏导数的概念及求法,帮助读者更好地理解多元函数的求导。

在多元函数的求导中,偏导数是一个非常重要的概念。它衡量了函数在某个特定方向上的变化率,对于研究多元函数的性质和应用都有着重要的作用。那么,偏导数怎么求呢?

一元函数求导回顾

在讲解偏导数之前,我们先来回顾一下一元函数的求导。对于函数 $y=f(x)$,它在点 $x_0$ 处的导数可以表示为:

偏导数怎么求

$$f'(x_0)=\lim_{\Delta x \to 0} \frac{f(x_0+\Delta x)-f(x_0)}{\Delta x}$$

其中 $\Delta x$ 表示自变量 $x$ 的增量。如果函数在点 $x_0$ 处可导,则上式的极限存在。

多元函数求导

多元函数的求导与一元函数类似,只不过它是对多个自变量同时求导。设有函数 $z=f(x,y)$,其中 $x$ 和 $y$ 是自变量,$z$ 是因变量。它在点 $(x_0,y_0)$ 处的偏导数可以表示为:

$$\frac{\partial z}{\partial x}\bigg|_{(x_0,y_0)}=\lim_{\Delta x \to 0} \frac{f(x_0+\Delta x, y_0)-f(x_0,y_0)}{\Delta x}$$

上式表示在点 $(x_0,y_0)$ 处,只对 $x$ 进行微小的变化 $\Delta x$,而 $y$ 保持不变,求出的变化率即为 $x$ 的偏导数。

同理,$y$ 在点 $(x_0,y_0)$ 处的偏导数可以表示为:

$$\frac{\partial z}{\partial y}\bigg|_{(x_0,y_0)}=\lim_{\Delta y \to 0} \frac{f(x_0, y_0+\Delta y)-f(x_0,y_0)}{\Delta y}$$

上式表示在点 $(x_0,y_0)$ 处,只对 $y$ 进行微小的变化 $\Delta y$,而 $x$ 保持不变,求出的变化率即为 $y$ 的偏导数。

求偏导数的步骤

综上所述,求偏导数的步骤如下:

  1. 对多元函数的每个自变量分别求导,其它自变量视为常数。
  2. 将常数视为 $0$,即可求出每个自变量在特定点的偏导数。

通过以上步骤,便可以求出多元函数在特定点的偏导数。

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