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全微分. 教学目的: 全微分的有关概念和意义 教学重点: 全微分的计算和应用 教学难点: 全微分应用于近似计算. 全微分. 全微分. 类似地可以建立多元函数微分的概念. 二元函数全微分. 定义 d z = fx ( x , y )d x + fy ( x , y )d y 为 z = f ( x , y ) 在点 ( x , y ) 的全微分。. 例题. 例 1 设矩形的长和宽分别用 x 、 y 表示,则此矩形的面积为 z = xy. Δz = (x +Δx)(y +Δy) - xy. = yΔx+ xΔy+ΔxΔy. 所以 z=xy 可微.
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全微分 教学目的:全微分的有关概念和意义 教学重点:全微分的计算和应用 教学难点:全微分应用于近似计算
全微分 类似地可以建立多元函数微分的概念.
二元函数全微分 定义dz = fx(x, y)dx + fy(x, y)dy为z = f (x, y)在点(x, y)的全微分。
例题 • 例1设矩形的长和宽分别用x、y表示,则此矩形的面积为z = xy. • Δz = (x +Δx)(y +Δy)-xy = yΔx+ xΔy+ΔxΔy 所以z=xy可微
全微分存在定理 • 定理2若函数z = f (x, y)在点(x, y)的两个偏导数都连续,则它在点(x, y)必可微. • 例2求z = x2 + y2+xy 在点(-1, 1)处的全微分.
例题 • 若函数z = f(x, y)在区域D上处处可微, • 则称f(x, y)为区域D上的可微函数. 例3 解 由此得
全微分的推广 • 二元函数全微分的概念与性质,可类似地推广到更多元的函数. 例如,若三元函数u = f (x, y, z)的各个偏导数都连续,则u的全微分 du = fx(x, y, z)dx + fy(x, y, z)dy + fz(x, y, z)dz
例题 • 例4 求函数u = x + sin2y + eyz的全微分du. 解 因为 所以
全微分的应用 • 如果函数z = f (x, y)在点(x, y)可微,由全微分的定义知Δz与dz之差是的高阶无穷小, • 所以当|Δx|、|Δy|都很小时, Δz ≈ dz = fx(x, y)Δx + fy(x, y)Δy • 即
例题 解 由公式得
例题 设黄铜的比重为 圆柱体的体积为 解
全微分的性质 • 定理1 若函数z = f (x, y)在点(x, y) 可微,则它在点(x, y)必连续. 结论3 多元函数在点(x,y)各偏导数存在 , 不一定在点(x,y)可微 一元函数在某点的导数存在 微分存在.
例题 例7 证明 在点(0,0)各偏导数存在,不可微。 解 上式的极限不存在,所以f(x,y),在点(0,0)不可微。
例题 函数连续 函数可导 函数可微 偏导数连续 多元函数连续、可导、可微的关系