本文目录一览:
- 1、偏导数公式有哪些?
- 2、偏导数基本公式
- 3、什么是偏导数?
- 4、什么是偏导数?
- 5、偏导数的公式是什么?
- 6、怎么求偏导数
- 7、二阶偏导数公式详解
- 8、复合函数的偏导数怎么算
偏导数公式有哪些?
二阶偏导数的四个公式是高斯公式、克莱罗公式、拉普拉斯公式和泊松公式。
一、高斯公式
矢量穿过任意闭合曲面的通量等于矢量的散度对闭合面所包围的体积的积分。它给出了闭曲面积分和相应体积分的积分变换关系,是矢量分析中的重要恒等式。公式为:∮F.dS=∫△.Fdv注:△--应为倒三角(由于输入的关系,打成正立三角形了)即是哈密顿算符F、S为矢量。
二、克莱罗公式
克莱罗方程是一类通解有包络结构的特殊的一阶微分方程,它的一般形式为:y=xp+f(p),其中p=dy/dx。克莱罗方程的通解具有形式:y=Cx+φ(C),此外存在奇解,其中奇解可以通过方程组:x=-φ'(p),y=px+φ(p)消去参数p而得到。
三、拉普拉斯公式
在数学中,拉普拉斯展开(或称拉普拉斯公式)是一个关于行列式的展开式。将一个n×n矩阵B的行列式进行拉普拉斯展开,即是将其表示成关于矩阵B的某一行(或某一列)的n个元素披侨的(n-1)×(n-1)余子式的和。
四、泊松公式
泊松积分公式是圆域狄利克雷问题的求解公式。公式表明:如果知道调和函数在圆周l上的点(R,θ)的值是u(R,θ),便能找出它在圆内任一点(r,φ)的值。
其他偏导数公式:
1.常数偏导数公式
对于常数函数f(x)=c,其偏导数为0,即f/x=0。
2.幂函数偏导数公式
对于幂函数f(x)=x^n,其中n为常数,其偏导数为f/x=n*x^(n-1)。
3.指数函数偏导数公式
对于指数函数f(x)=ax,其中a为常数,其偏导数为f/x=a^x*In(a)。
偏导数基本公式
偏导数基本公式介绍如下:
偏导数的运算公式大全:
第一个:无穷等比数列所有项之和,q=2x。
第二个,定积分公式,定积分等于原函数积分上下限值之差。
这个应该可以用数学归纳法证明:
a)duv/dx = u'v + uv'得证
b)假设(uv)^(k) = sum(C(n,k)u^(k)v^(n-k))
则uv的第k+1次导数
(uv)^(k+1) = d((uv)^(k))/dx = dsum(C(n,k)u^(k)v^(n-k))/dx
=sum(C(n,k) du^(k)v^(n-k)/dx)
=sum(C(n,k)u^(k+1)v^(n-k) + C(n,k) u^k v^(n-k+1))
对上市重新整理,考虑上式中的u^(k)v^(n-k+1)项,它的系数应该是C(n,k)+C(n,k-1)
根据组合数学知识,C(n,k)+C(n,k-1)=C(n+1,k),带人就是你要的公式
导数公式规律
一阶导数的导数称为二阶导数,二阶以上的导数可由归纳法逐阶定义。二阶和二阶以上的导数统称为高阶导数。从概念上讲,高阶导数可由一阶导数的运算规则逐阶计算,但从实际运算考虑这种做法是行不通的。因此有必要研究高阶导数特别是任意阶导数的计算方法。
可见导数阶数越高,相应乘积的导数越复杂,但其间却有着明显的规律性,为归纳其一般规律,乘积的 n 阶导数的系数及导数阶数的变化规律类似于二项展开式的系数及指数规律。
什么是偏导数?
偏导数的定义公式如下:f(x+Δx,y+Δy)-f(x,y)≈f′x(x,y)Δx+f′y(x,y)Δy。其中f(x,y)表示一个二元函数,f′x(x,y)表示对x的偏导数,f′y(x,y)表示对y的偏导数。
一、偏导公式的含义
偏导公式是微积分学中的一种重要概念,它用于计算多元函数的偏导数。偏导数的定义公式为:对于函数f(x1,x2,...,xn),其中xi表示第i个自变量,fi表示函数f对第i个自变量的偏导数。
则有:fi = ?f/?xi。这个公式表示在多元函数中,对于某一个变量求偏导数时,将其他变量视为常数,所得到的偏导数就是该变量的偏导数。
二、偏导公式的几何意义
偏导数的几何意义是表示固定面上一点的切线斜率。对于二元函数z=f(x,y),在点(x0,y0)处的偏导数f'x(x0,y0)表示固定面上该点对x轴的切线斜率,f'y(x0,y0)表示固定面上该点对y轴的切线斜率。
三、偏导数的定义
偏导数是多元函数求导的一种形式,它表示当函数的某个变量改变时,其他变量保持不变时,函数值的变化率。偏导数的基础知识包括定义、计算方法和几何意义。
偏导数的本质是函数在某一点处沿坐标轴正方向的变化率。在二元函数的情况下,偏导数可以表示函数在某个点处的切线斜率。在更高维度的情况下,偏导数可以表示函数在某个方向上的变化率。
偏导公式的应用
一、求解多元函数的极值和最值
利用偏导公式,可以求解多元函数的极值和最值。当函数的一阶偏导数为0时,函数取得极值;当函数的一阶偏导数大于0时,函数在对应方向上单调递增;当函数的一阶偏导数小于0时,函数在对应方向上单调递减。
因此,通过求解函数的一阶偏导数,我们可以确定函数的极值点和单调区间,进一步求出函数的最大值和最小值。
二、求解多元函数的曲线和曲面
利用偏导公式,我们可以求解多元函数的曲线和曲面。在一元函数中,导数表示函数在某一点的切线斜率,而在二元函数中,偏导数表示函数在某个点处的切线斜率。
类似地,在更高维度的函数中,偏导数表示函数在某个方向上的变化率。因此,通过求解函数的偏导数,我们可以得到函数曲线或曲面的形状和变化趋势。
三、物理和工程学中的应用
偏导公式在物理和工程学等领域也有广泛的应用。例如,在力学中,偏导数可以用于描述多维物体的运动状态和受力情况;在电学中,偏导数可以用于描述电流和电压的分布情况;在经济学中,偏导数可以用于描述经济变量的变化趋势和相互影响等。
什么是偏导数?
偏导数基本公式:f'x=(x^2)'+2y *(x)'=2x+2y。
在数学中,一个多变量的函数的偏导数,就是它关于其中一个变量的导数而保持其他变量恒定(相对于全导数,在其中所有变量都允许变化)。偏导数在向量分析和微分几何中是很有用的。
若求f(x,y)的偏导函数,则先把x当做变量、把y当做常数,然后直接对x求导数即可。引入偏导函数是为了二元或多元函数的导数求解。
在数学中,一个多变量的函数的偏导数是它关于其中一个变量的导数,而保持其他变量恒定(相对于全导数,在其中所有变量都允许变化)。
偏导数是一个整体记号,不能看成一个微分的商。分母与分子是一个整体,不可以分开,与dy/dx不太一样。对x求偏导就是f'x=(x^2)'+2y *(x)'=2x+2y。
其实,偏导数中的,意义还是“无限小增量”;
u/x还是微商,跟dy/dx的微商是一样的意义。
u/x与du/dx区别在于
dx这一“无限小的增量”是由x的无限小的增量dx所导致;
du这一“无限小的增量”可能由dx导致,可能由dy导致,可能由dz导致,
也可能是它们的几个变量的微小增量共同导致,也可能是所有变量集体导致。
偏导数
在一元函数中,导数就是函数的变化率。对于二元函数研究它的“变化率”,由于自变量多了一个,情况就要复杂的多。
在 xOy 平面内,当动点由 P(x0,y0) 沿不同方向变化时,函数 f(x,y) 的变化快慢一般说来是不同的,因此就需要研究 f(x,y) 在 (x0,y0) 点处沿不同方向的变化率。
在这里我们只学习函数 f(x,y) 沿着平行于 x 轴和平行于 y 轴两个特殊方位变动时, f(x,y) 的变化率。
偏导数的表示符号为:?。
偏导数反映的是函数沿坐标轴正方向的变化率。
x方向的偏导
设有二元函数 z=f(x,y) ,点(x0,y0)是其定义域D 内一点。把 y 固定在 y0而让 x 在 x0有增量 △x ,相应地函数 z=f(x,y) 有增量(称为对 x 的偏增量)△z=f(x0+△x,y0)-f(x0,y0)。
偏导数如果 △z 与 △x 之比当 △x→0 时的极限存在,那么此极限值称为函数 z=f(x,y) 在 (x0,y0)处对 x 的偏导数,记作 f’x(x0,y0)或。函数 z=f(x,y) 在(x0,y0)处对 x 的偏导数,实际上就是把 y 固定在 y0看成常数后,一元函数z=f(x,y0)在 x0处的导数。
y方向的偏导
同样,把 x 固定在 x0,让 y 有增量 △y ,如果极限存在那么此极限称为函数 z=(x,y) 在 (x0,y0)处对 y 的偏导数。记作f’y(x0,y0)。
相关求法
当函数 z=f(x,y) 在 (x0,y0)的两个偏导数 f’x(x0,y0) 与 f’y(x0,y0)都存在时,我们称 f(x,y) 在 (x0,y0)处可导。如果函数 f(x,y) 在域 D 的每一点均可导,那么称函数 f(x,y) 在域 D 可导。
此时,对应于域 D 的每一点 (x,y) ,必有一个对 x (对 y )的偏导数,因而在域 D 确定了一个新的二元函数,称为 f(x,y) 对 x (对 y )的偏导函数。简称偏导数。
按偏导数的定义,将多元函数关于一个自变量求偏导数时,就将其余的自变量看成常数,此时他的求导方法与一元函数导数的求法是一样的。
几何意义
表示固定面上一点的切线斜率。
偏导数 f’x(x0,y0) 表示固定面上一点对 x 轴的切线斜率;偏导数 f’y(x0,y0) 表示固定面上一点对 y 轴的切线斜率。
高阶偏导数:如果二元函数 z=f(x,y) 的偏导数 f’x(x,y) 与 f’y(x,y) 仍然可导,那么这两个偏导函数的偏导数称为 z=f(x,y) 的二阶偏导数。二元函数的二阶偏导数有四个:f"xx,f"xy,f"yx,f"yy。
注意
f"xy与f"yx的区别在于:前者是先对 x 求偏导,然后将所得的偏导函数再对 y 求偏导;后者是先对 y 求偏导再对 x 求偏导。当 f"xy 与 f"yx 都连续时,求导的结果与先后次序无关。
偏导数的公式是什么?
f'x(x,y)=2xy/(x^2+y^2)-2x^3y/(x^2+y^2)^2,f'y(x,y)=x^2/(x^2+y^2)-2x^2y^2/(x^2+y^2)^2
注意f(x,0)=f(0,y)=0,对不等于0的x,y成立。按定义可求得f在(0,0)的两个偏导数都等于0。对(x,y)异于原点的点。在一元函数中,导数就是函数的变化率。对于二元函数的“变化率”,由于自变量多了一个,情况就要复杂的多。
在 xOy 平面内,当动点由 P(x0,y0) 沿不同方向变化时,函数 f(x,y) 的变化快慢一般来说是不同的,因此就需要研究 f(x,y) 在 (x0,y0) 点处沿不同方向的变化率。
偏导数的表示符号为:?。偏导数反映的是函数沿坐标轴正方向的变化率。
扩展资料:x方向的偏导
设有二元函数 z=f(x,y) ,点(x0,y0)是其定义域D 内一点。把 y 固定在 y0而让 x 在 x0 有增量 △x ,相应地函数 z=f(x,y) 有增量(称为对 x 的偏增量)△z=f(x0+△x,y0)-f(x0,y0)。
如果 △z 与 △x 之比当 △x→0 时的极限存在,那么此极限值称为函数 z=f(x,y) 在 (x0,y0)处对 x 的偏导数,记作 f'x(x0,y0)或函数 z=f(x,y) 在(x0,y0)处对 x 的偏导数。
实际上就是把 y 固定在 y0看成常数后,一元函数z=f(x,y0)在 x0处的导数。
y方向的偏导
同样,把 x 固定在 x0,让 y 有增量 △y ,如果极限存在那么此极限称为函数 z=(x,y) 在 (x0,y0)处对 y 的偏导数。记作f'y(x0,y0)。
怎么求偏导数
怎么求偏导数? 偏导数公式 偏导数公式f'x=(x^2)'+2y *(x)'=2x+2y。
1、偏导数的表示符号为。计算多元函数的偏导数并不需要新的方法,若对某一个自变量求导,只需将其他自变量常数,用一元函数微分法即可。于是,一元函数的求导公式和求导法则都可以移植到多元函数的偏导数的计算上来。
2、偏导数反映的是函数沿坐标轴正方向的变化率。在数轴上明确方向很重要,当规定向右为正方向时,在数轴上越往右,表示的数越大;越往左表示的数就越小。两个数在数轴上的左右位置即决定了两个数的大小。故此,数轴上的方向很重要,方向即决定了数的大小。
3、偏导数 f'x(x0,y0) 表示固定面上一点对 x 轴的切线斜率。斜率是数学、几何学名词,可用两点的纵坐标之差与横坐标之差的比来表示,即k=tanα或k=Δy/Δx。如果直线与x轴互相垂直,直角的正切值为tan90°,故直线的斜率为无穷大。
举例说明:
例如,对于函数$f(x,y)=x^2+2xy+y^2$,我们要求关于$x$的偏导数$\\frac{\\partial f}{\\partial x}$,根据偏导数的求解方法,可以按照以下步骤进行求解:
1. 先将$f(x,y)$在$x$处求导,得到$f'(x,y)=2x+2y$2. 将$y$视为常数,将$f'(x,y)$带入偏导数的公式中,得到$\\frac{\\partial f}{\\partial x}=2x+2y$同理,可以求出关于$y$的偏导数$\\frac{\\partial f}{\\partial y}=2x+2y$。
综上所述,偏导数是多元函数中重要的概念,需要掌握其求解方法和相关的数学知识,以便在实际问题中应用。
二阶偏导数公式详解
当函数z=f(x,y)在(x0,y0)的两个偏导数f'x(x0,y0)与f'y(x0,y0)都存在时,我们称f(x,y)在(x0,y0)处可导。如果函数f(x,y)在域D的每一点均可导,那么称函数f(x,y)在域D可导。
公式 ?z/?x=[√(x2+y2)-x·2x/2√(x2+y2)]/(x2+y2)=y2/[(x2+y2)^(3/2)]
?z/?y=-x·2y/2√(x2+y2)^(3/2)]=-xy/[(x2+y2)^(3/2)]
?2z/?x2=-(3/2)y2·2x/[(x2+y2)^(5/2)]=-3xy2/[(x2+y2)^(5/2)]
?2z/?x?y=[2y·[(x2+y2)^(3/2)-y2·(3/2)·[(x2+y2)^(1/2)2y]/[(x2+y2)3]
求二阶偏导数的方法 当函数z=f(x,y)在(x0,y0)的两个偏导数f'x(x0,y0)与f'y(x0,y0)都存在时,我们称f(x,y)在(x0,y0)处可导。如果函数f(x,y)在域D的每一点均可导,那么称函数f(x,y)在域D可导。
此时,对应于域D的每一点(x,y),必有一个对x(对y)的偏导数,因而在域D确定了一个新的二元函数,称为f(x,y)对x(对y)的偏导函数。简称偏导数。
按偏导数的定义,将多元函数关于一个自变量求偏导数时,就将其余的自变量看成常数,此时他的求导方法与一元函数导数的求法是一样的。
设有二元函数z=f(x,y),点(x0,y0)是其定义域D内一点。把y固定在y0而让x在x0有增量△x,相应地函数z=f(x,y)有增量(称为对x的偏增量)△z=f(x0+△x,y0)-f(x0,y0)。
如果△z与△x之比当△x→0时的极限存在,那么此极限值称为函数z=f(x,y)在(x0,y0)处对x的偏导数,记作f'x(x0,y0)或函数z=f(x,y)在(x0,y0)处对x的偏导数。
把y固定在y0看成常数后,一元函数z=f(x,y0)在x0处的导数。同样,把x固定在x0,让y有增量△y,如果极限存在那么此极限称为函数z=(x,y)在(x0,y0)处对y的偏导数。记作f'y(x0,y0)。
性质 (1)如果一个函数f(x)在某个区间I上有f''(x)(即二阶导数)>0恒成立,那么对于区间I上的任意x,y,总有:
f(x)+f(y)≥2f[(x+y)/2],如果总有f''(x)<0成立,那么上式的不等号反向。
几何的直观解释:如果一个函数f(x)在某个区间I上有f''(x)(即二阶导数)>0恒成立,那么在区间I上f(x)的图象上的任意两点连出的一条线段,这两点之间的函数图象都在该线段的下方,反之在该线段的上方。
(2)判断函数极大值以及极小值。
结合一阶、二阶导数可以求函数的极值。当一阶导数等于0,而二阶导数大于0时,为极小值点。当一阶导数等于0,而二阶导数小于0时,为极大值点;当一阶导数和二阶导数都等于0时,为驻点。
(3)函数凹凸性。
设f(x)在[a,b]上连续,在(a,b)内具有一阶和二阶导数,那么,
1.若在(a,b)内f''(x)>0,则f(x)在[a,b]上的图形是凹的;
2.若在(a,b)内f’‘(x)<0,则f(x)在[a,b]上的图形是凸的。
复合函数的偏导数怎么算
复合函数二阶偏导数公式是:
?z/?x=[√(x2+y2)-x·2x/2√(x2+y2)]/(x2+y2)=y2/[(x2+y2)^(3/2)]
?z/?y=-x·2y/2√(x2+y2)^(3/2)]=-xy/[(x2+y2)^(3/2)]
?2z/?x2=-(3/2)y2·2x/[(x2+y2)^(5/2)]=-3xy2/[(x2+y2)^(5/2)]
?2z/?x?y=[2y·[(x2+y2)^(3/2)-y2·(3/2)·[(x2+y2)^(1/2)2y]/[(x2+y2)3]
当函数z=f(x,y)在(x0,y0)的两个偏导数f'x(x0,y0)与f'y(x0,y0)都存在时,我们称f(x,y)在(x0,y0)处可导。假如函数f(x,y)在域D的每一点均可导,那么称函数f(x,y)在域D可导。
此时,对应于域D的每一点(x,y),必有一个对x(对y)的偏导数,因而在域D确定了一个新的二元函数,称为f(x,y)对x(对y)的偏导函数。简称偏导数。
按偏导数的概念,将多元函数关于一个自变量求偏导数时,就将其余的自变量看成常数,此时他的求导办法与一元函数导数的求法是一样的。