第四讲 多元函数微分学
概念,计算,应用(极、最值)
一、概念
1.极限的存在性
1.第一种定义法(数学专业,同济六、七版)
2.第二种定义法(非数学专业高等数学教材)
同时趋向
[注]除了洛必达法则、单调有界准则、穷举法以外,可照搬一元函数求极限的方法。如
1.等价无穷小替换
2.无穷小 * 有界变量=无穷小
3.夹逼准则 等
2.连续性
3.偏导数(必考)的存在性————偏的意思是片面,偷懒
偏导的写法
4.可微性 z=f(x,y) (强化班)
$$2. A\Delta x+B\Delta y \left{ \begin{array}{ll}
A = f_x'(x_0,y_0) \
B = f_y'(x_0,y_0) \end{array} \right. 线性增量$$
全增量,线性主部,误差(error)
5.偏导数的连续性z=f(x,y) (强化班)
逻辑关系 z=f(x,y) (x_0,y_0)
二、计算(必考)————多元函数微分法
1.链式求导规则
有几条路就有几项相加,每条路上有几段就有几个相乘
注意书写规范
2.高阶偏导数
四种二阶偏导数
无论z对谁求导,也无论z已经求了几次导,新函数仍然与原来函数有完全相同的复合结构
[自注]这段没有看明白,到知乎上查了下,解释如下
1.偏导数是相对某个具体的坐标系才有意义的
2.链式法则是对复合函数才适用
[自注]这里我的理解是所谓中间变量其实是“坐标系的基”,结合线性代数就好理解了。
而链式法则一开始就是在转换坐标系,机器人学里的链式法则也是在转换坐标系,所以链式法则只能用于复合函数
所以那句“无论求了几次导……”就好理解了,不管怎么求导,也不会改变坐标系的基的,因为在过程中转换坐标系完成求导,但是最终结果还是在原坐标系
3.多元函数的极最值(必考)
概念理解
1.必要条件
$$ 设z=f(x,y) 在(x_0,y_0)处 \left{ \begin{array}{ll}
一阶偏导数存在, & \textrm{} \
取极值, & \textrm{} \end{array} \right. \ \Rightarrow f'_x(x_0,y_0)=0,f'_y(x_0,y_0)=0$$
[注]适用于三元及以上(常考2~5元)
2.充分条件
$$记f''{xx}(x_0,y_0)=A, f''{xy}(x0,y_0)=B, f''{yy}(x_0,y_0)=C \ \Rightarrow \Delta = B^2-AC \left{ \begin{array}{ll}
\Delta < 0 \left{ \begin{array}{ll}
A > 0 \Rightarrow 极小 \
A < 0 \Rightarrow 极大 \end{array} \right. \
\Delta > 0 \Rightarrow 不是极值 \ \Delta = 0 \Rightarrow 失效(用概念)\end{array} \right.$$
[注] 只适用于二元。原因是因为这个判别式是海塞矩阵,二阶行列式,多元需要高阶的海塞矩阵
其实是最值
$$提法:求u=f(x,y,z)在约束条件\left{ \begin{array}{ll}
\varphi(x,y,z) = 0 \
\psi(x,y,z) = 0 \end{array} \right. 下的极值$$ 其实是最值
拉式乘数法
1.作辅助函数
五个独立变量
2.令五个偏导为0
3.解方程组的P_i
Last updated
Was this helpful?