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張宇5個高階導數公式

教育 更新时间:2024-11-23 16:15:09

張宇5個高階導數公式(二階偏導數計算)1

今天就進入到高數下冊“算!”的部分,先來看二階偏導數計算,為什麼宇哥欽點了二階卻不提一階?因為一階的鍊式法則不容易錯,但是一到二階就迷糊了,有沒有發現,從上冊開始,就是這樣,不管是隐函數,還是參數方程,容易出錯的就屬二階,一階一般來說背背公式沒啥問題。

問題索引:

  • 鍊式法則怎麼使用?
  • 二階偏導數需要注意什麼問題?

首先是第一個問題,鍊式法則怎麼使用,我講複雜的導數有一個習慣,就是經常使用dy/dx這樣的符号來表示,因為這套符号非常直觀,非常容易看出來其中的規律。

對于多元函數來說,這套符号也是非常好使,比如這樣的情況:

張宇5個高階導數公式(二階偏導數計算)2

設,

張宇5個高階導數公式(二階偏導數計算)3

觀察這個式子,又是很像“創造條件法”,首先,根據題目已知條件,v和w都跟x有關系,還記得之前講過的“紅娘理論”嗎,z要想聯系上x,直接肯定聯系不上,那就必須得借助紅娘,正好,有兩個人都能聯系上這個x,那咋辦?肯定是兩個紅娘都要聯系,因為這樣才能最大化提升聯系上x的概率,于是,這個偏導數就插入了兩個“紅娘”,變成了兩項相加,分别對應兩條路徑。

因此鍊式法則的本質就是聯系對象,你的人脈決定了過程的複雜程度,鍊式法則圖畫出來之後,其實就特别像小說裡的人物關系圖,人物關系越複雜,這個小說就越需要讀者去理解他們内部之間的關系(題就難)。

例題:取自張宇基礎班講義

設F(u,v)對其變元u,v具有二階連續偏導數,并設

張宇5個高階導數公式(二階偏導數計算)4

張宇5個高階導數公式(二階偏導數計算)5

這是個混合偏導,相當于相親相了一個,不滿意,又相了第二個,這種混合偏導,一定要畫清楚鍊式法則圖,弄清楚人物關系,這樣才能找到對的人。

先求一階,先聯系一下x,直接不行,就間接,兩個紅娘都認識x,那麼分别聯系一下,則有:

張宇5個高階導數公式(二階偏導數計算)6

再求二階,這回變成了聯系y,請注意,z對中間變量求完的導數,可還是u,v的函數,也就是說,求導不改變鍊式法則(這幾個人永遠是這麼笨,見了一次面就是不留聯系方式,每次都得找紅娘)因此,求二階導就複雜多了。

張宇5個高階導數公式(二階偏導數計算)7

所以整理一下最終結果就出來了:

張宇5個高階導數公式(二階偏導數計算)8

思考題:(來道真題練練~2009年)

設函數f(u,v)具有二階連續偏導數,z=f(x,xy),求:

張宇5個高階導數公式(二階偏導數計算)9

認真算哦,不難的~

答案:

張宇5個高階導數公式(二階偏導數計算)10

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