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復(fù)合函數(shù)的全導(dǎo)數(shù)和偏導(dǎo)數(shù)的聯(lián)系與區(qū)別

2023-03-10 13:41 作者:我愛計(jì)算機(jī)科學(xué)  | 我要投稿

一元復(fù)合函數(shù)的導(dǎo)數(shù)公式:

不管怎么復(fù)合,得出的結(jié)果都是y對x的斜率。

多元函數(shù)的復(fù)合函數(shù)的全導(dǎo)數(shù)公式:

圖1


根據(jù)全微分

的幾何意義:

dz就是與A、B兩點(diǎn)相對應(yīng)的切平面上兩點(diǎn)的高度差,因此dz/dt就是切平面上的兩點(diǎn)相對于t的高度變化率。

再看復(fù)合函數(shù)的偏導(dǎo)數(shù):

圖2

中間變量也可以增加:

與全導(dǎo)數(shù)形式上一致,但意義完全不同:


所以,復(fù)合函數(shù)的偏導(dǎo)數(shù)求出來的是空間曲線的切線斜率。

對比圖1和圖2,可以看出,不管全導(dǎo)數(shù)還是偏導(dǎo)數(shù),其復(fù)合函數(shù)的形式都是z=f(u,v)。但對于全導(dǎo)數(shù),中間變量u,v都是同一個(gè)變量 t 的函數(shù),因?yàn)樽罱K變量只有一個(gè),所以求出的結(jié)果實(shí)際上就是一個(gè)導(dǎo)數(shù),稱為全導(dǎo)數(shù);對于偏導(dǎo)數(shù),中間變量u,v 則是二元變量 x,y 的函數(shù),正是因?yàn)樽兞康膫€(gè)數(shù)多于一個(gè),才存在偏導(dǎo)數(shù)的可能。只要u,v中的最終變量變成一個(gè),偏導(dǎo)數(shù)就變成了全導(dǎo)數(shù)。

無論全導(dǎo)數(shù)還是偏導(dǎo)數(shù),都是相對于復(fù)合函數(shù)的最終變量個(gè)數(shù)來區(qū)分的。

全導(dǎo)數(shù)的中間變量u,v可以增加,但最終變量只能是一個(gè)(t)。

偏導(dǎo)數(shù)無論中間變量u,v還是最終變量x,y,變量個(gè)數(shù)都可以增加。

簡單總結(jié):

1:全導(dǎo)數(shù)和偏導(dǎo)數(shù)的復(fù)合函數(shù)的最終變量,前者一個(gè),后者兩個(gè)或者更多。

2:全導(dǎo)數(shù)的意義是切平面的高度變化率,而偏導(dǎo)數(shù)的意義是切線的斜率。


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