考研全微分

考研全微分

全微分是多元函数微分学中的一个重要概念,在考研数学中也是一个基本考点。具体来说,如果函数 \( z = f(x, y) \) 在点 \((x, y)\) 处的全增量 \(\Delta z = f(x + \Delta x, y + \Delta y) - f(x, y)\) 可以表示为 \(\Delta z = A \Delta x + B \Delta y + o(\rho)\),其中 \(A\) 和 \(B\) 不依赖于 \(\Delta x\) 和 \(\Delta y\),仅与 \((x, y)\) 有关,且 \(\rho = \sqrt{\Delta x^2 + \Delta y^2}\) 当 \(\rho \to 0\) 时,函数 \(z = f(x, y)\) 在点 \((x, y)\) 处可微分。此时,函数在 \((x, y)\) 处的全微分记为 \(dz\),其表达式为:

\[ dz = f_{xx}(x, y) \Delta x + f_{xy}(x, y) \Delta y \]

或者等价地:

\[ dz = f_{yx}(x, y) \Delta x + f_{yy}(x, y) \Delta y \]

其中,\(f_{xx}\)、\(f_{xy}\)、\(f_{yx}\) 和 \(f_{yy}\) 分别表示函数 \(f\) 对 \(x\) 和 \(y\) 的二阶偏导数。

全微分的计算可以通过以下两种方法进行:

直接利用全微分的定义

根据全微分的定义,直接写出全微分的表达式。

利用偏导数

先求出函数对各个自变量的偏导数,然后利用全微分的定义计算全微分。

全微分是多元函数微分学的基础,掌握它对于理解和解决更复杂的微分问题至关重要。